FR2531967A1 - ELECTROACTIVE HETEROCYCLIC POLYMERS - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE DES POLYMERES ELECTROACTIFS HETEROCYCLIQUES. LES POLYMERES ELECTROACTIFS DE L'INVENTION SONT DES POLYMERES DOPES APTES A ETRE TRAVAILLES, COMPRENANT DES MOTIFS RECURRENTS D'UN SYSTEME DE NOYAUX HETEROCYCLIQUES A 5 ET 6 CHAINONS INSATURES CONDENSES, CONTENANT DE L'AZOTE, QUI SONT OBTENUS A PARTIR DU POLYMERE VIERGE PAR MISE EN CONTACT DE CE DERNIER AVEC DES ATOMES OU DES GROUPES D'ATOMES DONNEURS OU ACCEPTEURS MODIFIANT LA CONDUCTIVITE. APPLICATION A LA REALISATION DE DISPOSITIFS ELECTRONIQUES.THE INVENTION RELATES TO HETEROCYCLIC ELECTROACTIVE POLYMERS. THE ELECTROACTIVE POLYMERS OF THE INVENTION ARE DOPED POLYMERS SUITABLE TO BE WORKED, INCLUDING RECURRING PATTERNS OF A SYSTEM OF UNSATURE CONDENSED HETEROCYCLIC CORES WITH 5 AND 6 CHAINS, CONDENSED WITH NITROGEN, WHICH ARE OBTAINED BY POLYM FROM PARTY CONTACT OF THE LATTER WITH ATOMS OR GROUPS OF DONORS OR ACCEPTING ATOMS MODIFYING CONDUCTIVITY. APPLICATION TO THE REALIZATION OF ELECTRONIC DEVICES.
Description
La présente invention concerne des matièresThe present invention relates to
polymériques organiques électroactives Elle a plus par- electroactive organic polymers It has more
ticulièrement trait à l'association, avec un polymère organique, d'agents électroactivants appelés dopes dans l'art antérieur. Des matières polymériques organiques ont été soumises récemment à des travaux de recherche en vue de modifier leur conductivité électrique à la température ambiante, en les faisant réagir avec des molécules de donneurs ou d'accepteurs d'électrons Les molécules de donneurs ou d'accepteurs d'électrons, que l'on appelle en général dopes du type N et, respectivement, dopes du type p dans l'art antérieur, peuvent transformer les matières polymériques organiques de telle manière que ces matières polymériques organiques modifiées possèdent une conductivité électrique de type semiconducteur et de particularly related to the association, with an organic polymer, of electroactivating agents called dopes in the prior art. Organic polymeric materials have recently been subjected to research to modify their electrical conductivity at room temperature, by reacting them with molecules of electron donors or acceptors. The molecules of donors or acceptors of electrons, generally referred to as N-type dopants and, respectively, p-type dopants in the prior art, can transform the organic polymeric materials such that these modified organic polymeric materials have a semiconductor-like electrical conductivity. and of
type métallique à la température ambiante Le polyacéty- metal type at room temperature Polyacetyl
lène constitue un exemple de matière polymérique organi- is an example of an organic polymeric material
que dont la conductivité électrique à,la température ambiante peut être modifiée dans une proportion de plusieurs ordres de grandeur au-dessus de son état isolant, par l'incorporation de molécules de dopes (voir lie brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4-222 903) D'autres exemples de matières polymériques organiques dont la conductivité électrique à la température ambiante peut être améliorée de plusieurs ordres de grandeur par rapport à leur état isolant par l'incorporation de molécules de dopes, sont le poly-p-phénylène, le polypyrrole, le poly-1,6-heptadiyne et le polyphénylène-vinylène Toutefois, tous les exemples that the electrical conductivity at room temperature can be varied by several orders of magnitude above its insulating state by the incorporation of dope molecules (see U.S. Patent No. 4). Other examples of organic polymeric materials whose electrical conductivity at room temperature can be improved several orders of magnitude with respect to their insulating state by the incorporation of dope molecules are poly-p-phenylene. , polypyrrole, poly-1,6-heptadiyne and polyphenylenevinylene However, all examples
mentionnés ci-dessus sont des exemples de matières poly- mentioned above are examples of poly-
mériques organiques qui sont totalement insoluble ou organic matter that are totally insoluble or
infusibles et que l'on ne peut donc nullement travailler. infusible and therefore can not work at all.
D'autres exemples de polymères organiques dont la conductivité électrique à la température ambiante peut Other examples of organic polymers whose electrical conductivity at room temperature can
être modifiée à l'aide de dopes sont le sulfure de poly- to be modified by means of dopes are poly (
phénylène et le poly-m-phénylène Toutefois, les matières phenylene and poly-m-phenylene However,
mentionnées ci-dessus, bien qu'elles puissent être tra- mentioned above, although they may be
vaillées dans leur état vierge originel, subissent un processus chimique irréversible lorsqu'on les fait réagir avec des dopes qui modifient leur conductivité électrique valueless in their original virgin state, undergo an irreversible chemical process when reacted with dopes that change their electrical conductivity
à la température ambiante Ce processus chimique irréver- at room temperature This irreversible chemical process
sible amène ces matières polymériques organiques modifiées par des dopes dans un état dans lequel elles ne peuvent pas être travaillées Lorsque les agents dopants sont éliminés, ces matières ne reprennent pas la structure chimique qu'elles avaient initialement avant d'être modifiées par les dopes Le polynitrure de soufre, qui est une matière inorganique, est également considéré comme un conducteur polymérique Comme dans le cas des matières polymériques indiquées ci-dessus, le polynitrure de soufre ne peut pas These dopant-containing organic polymeric materials can be used in a state in which they can not be worked. When the doping agents are removed, these materials do not return to the chemical structure they originally had before being modified by the dopes. Sulfur polynitride, which is an inorganic material, is also considered a polymeric conductor. As in the case of the polymeric materials mentioned above, the sulfur polynitride can not
être travaillé lui non plus.to be worked on him either.
Pour une grande variété d'applications à des dispositifs électroniques, il est très souhaitable de disposer de matières polymériques organiques conduisant l'électricité, ayant une conductivité prédéterminée à la température ambiante que l'on puisse faire varier dans For a wide variety of applications to electronic devices, it is highly desirable to have electrically conductive organic polymer materials having a predetermined conductivity at room temperature that can be varied in
une large plage Cette plage doit avantageusement s'éten- a wide beach This beach should advantageously extend
dre de l'état isolant de la matière polymérique organique non modifiée à l'état métallique très conducteur, en passant par le régime semiconducteur Il est également souhaitable que les matières polymériques organiques conduisant l'électricité puissent être travaillées et, par conséquent, traitées de manière à pouvoir réaliser It is also desirable that the electrically conductive organic polymeric materials can be processed and, therefore, processed from the insulating state of the unmodified organic polymeric material to the highly conductive metallic state through the semiconductor regime. way to be able to achieve
des articles utiles de toute forme et de toutes dimen- useful articles of all shapes and sizes
sions désirées Des polymères organiques pouvant être travaillés sont ceux qui peuvent être aisément façonnés, mis en forme, moulés, pressés, coulés, etc en articles intéressants, à partir de l'état liquide, c'est-à-dire Desired organic polymers that can be worked are those that can be easily shaped, shaped, molded, squeezed, cast, etc. into valuable articles, from the liquid state, i.e.
de l'état fondu, de l'état vitreux fluide ou d'une solu- molten state, the fluid glassy state or a solution
tion après que la réaction de polymérisation de la matière after the polymerization reaction of the material
polymérique organique s'est accomplie. organic polymer has been accomplished.
On vient de découvrir une matière polymérique électroactive comprenant un polymère organique modifié We have just discovered an electroactive polymeric material comprising a modified organic polymer
par un dope, dont la conductivité électrique à la tempé- dope, whose electrical conductivity at the temperature
rature ambiante est influencée d'une manière très sélective et réversible Un polymère électroactif est défini comme étant un polymère dont la conductivité a été modifiée avec des dopes accepteurs ou donneurs d'électrons de manière qu'elle soit supérieure à la conductivité à l'état vierge The electroactive polymer is defined as being a polymer whose conductivity has been modified with acceptor or electron donor dopes so that it is greater than the conductivity in the state. Virgin
du polymère La matière polymérique organique électro- of the polymer The organic polymeric electromaterial
active est élaborée à partir d'un polymère vierge, qui est en lui-même tout à fait apte à être travaillé et active is made from a virgin polymer, which is in itself entirely suitable for
transformé et qui possède d'excellentes propriétés méca- processed and which has excellent mechanical properties
niques et thermiques de même qu'il est très stable à la dégradation par oxydation, par modification du polymère as well as being very stable to oxidative degradation, by modification of the polymer
avec des dopes donneurs d'électrons ou des dopes accep- with electron donor dopes or dopes acceptable
teurs d'électrons La matière organique polymérique électro- electrons The polymeric electro-organic matter
active est formée de motifs récurrents d'un système formé de noyaux hétérocycliques insaturés condensés à 5 et 6 chaînons contenant de l'azote et d'un modificateur de is composed of repeating units of a system consisting of 5- and 6-membered fused unsaturated heterocyclic rings containing nitrogen and a
conductivité Plus particulièrement, le polymère électro- conductivity More particularly, the electro-
actif est un squelette polymérique chargé positivement active is a positively charged polymeric backbone
ou négativement renfermant des dopes ioniques compensa- or negatively containing compensating ionic dopes
teurs de charge, c'est-à-dire des ions dont la charge charge carriers, that is to say ions whose charge
est opposée à celle du squelette polymérique Une con- is opposite to that of the polymeric backbone
centration suffisante de dope ionique est définie comme étant la concentration qui, lorsqu'elle est associée au sufficient concentration of ionic dope is defined as the concentration which, when associated with
polymère, provoque une élévation importante de conduc- polymer, causes a significant rise in
tivité, c'est-à-dire de 1-0 % ou plus Les motifs récur- tiveness, ie 1-0% or more. Recurrent patterns
rents sont des diradicaux Les diradicaux sont attachés directement les uns aux autres ou peuvent être liés les rents are diradicals The diradicals are attached directly to each other or may be related to
uns aux autres par l'intermédiaire de motifs de jonction. to each other via joining patterns.
Un "motif de jonction" est défini comme étant tout atome ou groupe d'atomes qui peut lier ensemble les diradicaux mentionnés ci-dessus en une chaîne de polymère sans nuire à la réversibilité de l'oxydation ou de la réduction ou des deux Le motif de jonction doit être conjugué ou doit maintenir le recouvrement'de l'orbitale 'r avec le système A "joining pattern" is defined as any atom or group of atoms that can bind together the diradicals mentioned above in a polymer chain without impairing the reversibility of the oxidation or reduction or both. must be conjugated or must maintain the recovery of the orbital with the system
de noyaux hétérocycliques.of heterocyclic rings.
On obtient un polymère organique électroactif du type N en faisant réagir le polymère vierge avec des An N-type electroactive organic polymer is obtained by reacting the virgin polymer with
dopes réducteurs ou donneurs d'électrons Des dopes don- Reducing Dopes or Electron Donors Dopes
neurs d'électrons induisent une conductivité du type n dans le polymère en cédant un électron au polymère et en le réduisant en un polyanion, et le dope est oxydé en un electrons induce n-type conductivity in the polymer by giving an electron to the polymer and reducing it to a polyanion, and the dope is oxidized to a polymer.
cation De même, on obtient un polymère organique électro- Similarly, an organic organic polymer is obtained.
actif du type p en faisant réagir le polymère vierge avec p-type active by reacting the virgin polymer with
des dopes oxydants accepteurs d'électrons Des dopes accep- electron-accepting oxidative dopes Suitable dopes
teurs d'électrons induisent une conductivité du type 2 electrons induce type 2 conductivity
dans le polymère par oxydation de ce dernier en un poly- in the polymer by oxidation of the latter into a poly-
cation et le dope est réduit en un anion La valeur désirée de conductivité électrique à la température ambiante du polymère organique électroactif modifié par le dope est présélectionnée par un réglage du niveau d'incorporation des dopes au polymère vierge A titre de variante, la valeur désirée de conductivité électrique d la température ambiante-du polymère organique électroactif modifié par le dope est présélectionnée par réglage de la durée de réaction entre le polymère vierge et les dopes En outre, cation and the dope is reduced to an anion The desired value of electrical conductivity at room temperature of the dope-modified electroactive organic polymer is pre-selected by adjusting the level of incorporation of the dopes to the virgin polymer Alternatively, the desired value The electrical conductivity of the ambient temperature of the dope-modified electroactive organic polymer is pre-selected by adjusting the reaction time between the virgin polymer and the dopes.
la modification très sélective et réversible de la conduc- highly selective and reversible modification of the
tivité électrique à la température ambiante du polymère electrical tivity at room temperature of the polymer
vierge peut s'effectuer par des moyens chimiques ou élec- may be by chemical or electrical means.
trochimiques La modification très sélective et réversible de la conductivité électrique de la matière polymérique organique contenant un dope,de même que l'aptitude à être The very selective and reversible modification of the electrical conductivity of the organic polymeric material containing a dope, as well as the ability to be
travaillé et transformé du polymère vierge,est très sou- worked and processed virgin polymer, is very
haitable du fait que la production d'articles et de dis- desirable because the production of articles and
positifs utiles tels que des batteries primaires et secon- useful positives such as primary and secondary batteries
daires, des dispositifs photovoltaiques, des dispositifs du type de Schottky, peut être entreprise En outre, les matières décrites dans la présente invention peuvent être utilisées comme composants actifs dans des dispositifs In addition, the materials described in the present invention can be used as active components in devices, devices and devices of the Schottky type.
et des articles tels que des systèmes d'affichage électro- and items such as electronic display systems
chromatiques et des procédés photolithographiques. chromatic and photolithographic processes.
Des polymères organiques électroactifs sont pro- Organic electroactive polymers are pro-
duits par modification par des dopes convenables de poly- modified by suitable dopes of poly-
mères vierges aptes à être travaillés et transformés, consistant en motifs diradicaux récurrents d'un système de noyaux hétérocycliques aromatiques azotés condensés à 5 et 6 chaînons Les polymères sont composés de motifs diradicaux répétés dérivés de systèmes de noyaux azotés condensés à 5 et-6 chaînons dont les hétéro-atomes se trouvent dans le noyau à 5 chaînons Le noyau pentagonal workable and processed virgin mothers consisting of recursive diradical units of a 5- and 6-membered fused nitrogenous aromatic heterocyclic ring system Polymers are composed of repeating diradical units derived from 5- and 6-membered fused nitrogen ring systems whose hetero atoms are in the 5-membered ring The 5-membered ring
contient au moins un atome d'azote et un second hétéro- contains at least one nitrogen atom and a second hetero-
atome choisi dans le groupe des atomes de O, S, Se, Te ou N substitué Pour des polymères du type n, des substituants à protons acides sur les atomes d'azote ne peuvent pas être présents Un diradical est défini comme étant une molécule qui a deux positions non satisfaites, disponibles en vue de la fixation à la chaîne du polymère Les diradicaux sont éventuellement séparés dans la chaîne du polymère par des motifs de jonction Il est également possible d'incorporer des hétéro-atomes tels que des atomes d'azote, atom selected from the group of O, S, Se, Te or N substituted atoms For n-type polymers, acidic proton substituents on the nitrogen atoms can not be present A diradical is defined as a molecule which at two unsatisfied positions, available for the attachment to the polymer chain The diradicals are optionally separated in the polymer chain by junction units It is also possible to incorporate hetero atoms such as nitrogen atoms ,
etc, au noyau hexagonal.etc., at the hexagonal nucleus.
Des exemples avantageux de motifs récurrents hétérocycliques condensés à 5 et 6 chaînons contenant de l'azote comprennent les suivants: benzimidazoles à substituants N-dialkyle; benzoxazoles; benzothiazoles; benzosélénazole; leurs dérivés substitués; et leurs mélanges Des exemples avantageux de motifs récurrents hétérocycliques à 5 et 6 chaînons dont le noyau hexagonal Advantageous examples of nitrogen-containing 5- and 6-membered fused heterocyclic recurring units include: N-dialkyl substituted benzimidazoles; benzoxazoles; benzothiazoles; benzoselenazole; their substituted derivatives; and their mixtures. Advantageous examples of 5- and 6-membered heterocyclic repeating units, including the hexagonal ring
contient un ou plusieurs atomes d'azote sont les diradi- contains one or more nitrogen atoms are the diradi-
caux des composés suivants: oxazolo/-5,4-d_ 7 pyrimidine; oxazolo/-5,4-b 7 pyridine; thiazolo/-4,5-d 7 pyrimidine; thiazolo/-4,5-d_ 7 pyridazine; thiazolo/-5,4-d_ 7 pyrimidine; thiazolol 4,5-b_ 7 pyridine; thiazolo/'-5, 4-b_ 7 pyrimidine; thiazolo/-4,5-c_ 7 pyridine; oxazolo/-5,4-c_ 7 pyridazine; of the following compounds: oxazolo / -5,4-pyrimidine; oxazolo / -5,4-b pyridine; thiazolo / -4,5-d 7 pyrimidine; thiazolo / -4,5-d 7 pyridazine; thiazolo / -5,4-d-pyrimidine; thiazolol 4,5-b-pyridine; thiazolo [4,5-b] pyrimidine; thiazolo / -4,5-c-pyridine; oxazolo / -5,4-c-pyridazine;
oxazolo/-4,5-b_ 7 pyridine, oxazolo LT,5-c_ 7 pyridine; thia- oxazolo / 4,5-b-pyridine, oxazolo-LT, 5-c-pyridine; thia
zolo /5,4-c_ 7 pyridine; oxazolo/-4,5-d_ 7 pyridazine; thiazolo/-5,4-c_ 7 pyridazine; oxazolo/-5,4-c_ 7 pyridine; thiazolo/-4,5-b_ 7 pyrazine, leurs dérivés substitués, et leurs mélanges Tous les systèmes de noyaux condensés à et 6 chaînons mentionnés ci-dessus sont décrits dans Ring Index, seconde édition et suppléments I, II et III, zolo / 5,4-c_ 7 pyridine; oxazolo / -4,5-d 7 pyridazine; thiazolo / -5,4-c-pyridazine; oxazolo / -5,4-c-pyridine; Thiazolo / 4,5-b-pyrazine, their Substituted Derivatives, and Their Mixtures All of the 6-membered and 6-membered fused ring systems mentioned above are described in Ring Index, Second Edition and Supplements I, II and III,
Patterson et collaborateurs, American Chemical Society. Patterson et al., American Chemical Society.
Les motifs récurrents peuvent être substitués sur les atomes de carbone au noyau hexagonal avec un ou plusieurs The repeating units can be substituted on carbon atoms at the hexagonal ring with one or more
substituants de manière à ajuster les propriétés électri- substituents in order to adjust the electrical properties of
ques ou morphologiques des polymères qui en sont dérivés. morphological properties of the polymers derived therefrom.
Des exemples convenables de substituants comprennent les Suitable examples of substituents include the
U 53 967U 53,967
halogènes, des groupes alkyle inférieurs, des groupes alkoxy inférieurs, aryle, etc Les motifs récurrents peuvent être intercalés avec un ou plusieurs motifs de jonction tels que O, S, aryle, aryle substitué, alcényle, thioalcényle, thioaryle, etc Des motifs de jonction halogen, lower alkyl groups, lower alkoxy groups, aryl, etc. Recurring units may be intercalated with one or more joining units such as O, S, aryl, substituted aryl, alkenyl, thioalkenyl, thioaryl, etc. Joining units
appréciés sont les motifs phényle, -CH=CH et biphénylène. Preferred are phenyl units, -CH = CH and biphenylene.
Les motifs de jonction peuvent être identiques ou diffé- The joining patterns may be the same or different
rents entre des motifs récurrents adjacents dans la chaîne between adjacent recurring patterns in the chain
du polymère.of the polymer.
Des polymères hétérocycliques à 5 et 6 chatnons condensés peuvent être synthétisés par polymérisation Heterocyclic polymers with 5 and 6 condensed chatons can be synthesized by polymerization
par condensation de monomères convenables D'autres pro- by condensation of suitable monomers.
cédés, connus dans l'art antérieur, tels que le déplace- transferred, known in the prior art, such as the displacement
ment nucléophile d'un composé dihalogéné avec un sel nucleophilic reaction of a dihalogenated compound with a salt
disodique d'un dimercaptan, peuvent aussi être utilisés. disodium of a dimercaptan, can also be used.
Les polymères électroactifs peuvent être pro- Electroactive polymers can be
duits avec des motifs récurrents de diradicaux de posi- with repeating patterns of diradicals of posi-
tion des motifs hétérocycliques à 5 et 6 chainons con- 5 and 6-membered heterocyclic units
densés substitués ou non substitués et leurs mélanges. substituted or unsubstituted diests and mixtures thereof.
Les diradicaux peuvent être liés par des atomes de car- Diradicals can be bound by carbon atoms
bone en positions 2,4; 2,5; 2,6; 2,7; 4,6; 4,7; ,6 et 5,7, mais on donne la préférence aux liaisons effectuées en positions 2,5 et 2,6 dans le polymère Le système de noyaux est numéroté comme suit: 3 X 1 > 2 z X représentant N et Z étant choisi entre O, S, Se, Te et N-R 1 R 1 est un groupe alkyle inférieur en C 1 à C 6, aryle, cycloalkyle ou alkoxy R 1 est avantageusement un groupe phényle, méthoxy ou méthyle Le groupe R 1 exclut H pour bone in 2,4 positions; 2.5; 2.6; 2.7; 4.6; 4.7; , 6 and 5.7, but preference is given to the bonds made at the 2.5 and 2.6 positions in the polymer. The ring system is numbered as follows: 3 X 1> 2 X where X is N and Z is chosen between O, S, Se, Te and NR 1 R 1 is a C 1 -C 6 lower alkyl, aryl, cycloalkyl or alkoxy group. R 1 is advantageously a phenyl, methoxy or methyl group. The R 1 group excludes H for
les polymères du type n Par exemple, un motif récurrent- n-type polymers. For example, a recurring pattern
apprécié est un 2,5-diradical illustré comme suit: Appreciated is a 2.5-diradical illustrated as follows:
253)967253) 967
Par exemple, un 2,6-diradical récurrent apprécié est illustré comme suit: Les diradicaux substitués sont avantageusement substitués For example, a preferred recursive 2,6-diradical is illustrated as follows: Substituted diradicals are advantageously substituted
dans les positions 4 et 7.in positions 4 and 7.
Pour les polymères électroactifs dans lesquels le noyau hexagonal renferme des hétéro-atomes tels que For electroactive polymers in which the hexagonal ring contains hetero atoms such as
des atomes d'azote, le dúradical formant le motif récur- nitrogen atoms, the dúradical forming the recurring
rent peut être représenté par la formule: X. dans laquelle Y est un noyau hexagonal condensé contenant 1 ou 2 atomes d'azote, choisi dans le groupe formé par des noyaux de pyridine, de pyrimidine et de pyridazine. It can be represented by the formula: wherein Y is a fused hexagonal ring containing 1 or 2 nitrogen atoms selected from the group consisting of pyridine, pyrimidine and pyridazine rings.
Les diradicaux sont liés par l'atome de carbone en posi- Diradicals are bound by the carbon atom in
tion 2 du noyau pentagonal et l'un des atomes de carbone 2 of the pentagonal ring and one of the carbon atoms
du noyau hexagonal.of the hexagonal nucleus.
* 8* 8
Le polymère peut être un homopolymère dés diradi- The polymer may be a homopolymer
caux et de leurs dérivés substitués ou un copolymère des and their substituted derivatives or a copolymer of
diradicaux Un homopolymère est défini comme étant un poly- diradicals A homopolymer is defined as a poly-
mère ayant le même diradical récurrent Un copolymère est défini comme étant un polymère ayant des diradicaux dif- férents En outre, le polymère est un copolymère si des diradicaux récurrents égaux ou différents sont intercalés The copolymer is defined as being a polymer having different diradicals. In addition, the polymer is a copolymer if equal or different repeating diradicals are interspersed.
avec des motifs de jonction En outre, des motifs récur- In addition, recurring patterns
rents peuvent être liés, par exemple, aux motifs formés par les 2,5diradicaux, tête-à-tête, c'est-à-dire position 2 à position 2, puis queueà-queue, c'est-à-dire position à position 5, ou tête-à-queue, c'est-àdire position 2 à position 5 naturellement, les motifs récurrents peuvent être intercalés avec des motifs de jonction entre des For example, the patterns formed by the 2,5diradicals, head-to-head, that is, position 2 at position 2, then tail-tail, that is, position at position 5, or head-to-tail, ie position 2 to position 5 naturally, the recurring patterns can be interspersed with patterns of joining between
liaisons tête 4 àqueue ou tête-à-tête ou queue-à-queue. head to tail 4 links or head-to-head or tail-to-tail.
A titre de variante, dans le cas de noyaux à et 6 chainons dont le noyau hexagonal contient des hétéro-atomes, l'expression "tête-à-tête" désigne un noyau pentagonal lié à un noyau pentagonal, "queue-à-queue" désigne un noyau hexagonal lié à un noyau hexagonal ou "tête-à-queue" désigne un noyau pentagonal lié à un noyau hexagonal. Alternatively, in the case of 6-membered and 6-membered rings whose hexagonal ring contains hetero atoms, "head-to-head" refers to a 5-membered ring linked to a 5-membered, "tail-to-tail" ring. "refers to a hexagonal ring linked to a hexagonal ring or" head to tail "means a pentagonal ring bonded to a hexagonal ring.
Le polymère est rendu électroactif par incorpo- The polymer is rendered electroactive by incorporating
ration au polymère vierge d'un dope donneur d'électrons ou d'un dope accepteur d'électrons Plus particulièrement, virgin polymer feed of an electron donor dope or an electron acceptor dope More particularly,
le polymère est rendu électroactif par l'addition d'élec- the polymer is rendered electroactive by the addition of electro-
trons au squelette polymère vierge (réduction) ou par arrachement d'électrons à ce squelette (oxydation) Un dope donneur d'électrons cède un électron au polymère, ce dernier étant réduit en un polyanion et le dope étant oxydé en un cation Un dope accepteur d'électrons arrache trons with virgin polymer backbone (reduction) or by tearing of electrons from this backbone (oxidation) An electron donor dope gives an electron to the polymer, the latter being reduced to a polyanion and the dope being oxidized into a cation A acceptor dope of electrons tearing
un électron au polymère, ce dernier s'oxydant en un poly- an electron to the polymer, the latter oxidizing into a poly-
cation et le dope étant ainsi réduit en un anion A titre de variante, le polymère peut être rendu électroactif par oxydation ou réduction électrochimique Dans ce cas, un cation and the dope is thus reduced to an anion Alternatively, the polymer can be rendered electroactive by oxidation or electrochemical reduction In this case, a
électron est arraché ou ajouté au polymère par une élec- electron is torn off or added to the polymer by an elec-
trode, et des anions ou cations compensateurs de charge, respectivement, sont incorporés au polymère depuis la trode, and anions or charge-compensating cations, respectively, are incorporated into the polymer since the
253 '9 7253 '9 7
-9-9
solution d'électrolyte de support.support electrolyte solution.
Dans les deux cas, le polymère électroactif résul- In both cases, the resultant electroactive polymer
tant consiste en' un squelette de polymère chargé renfermant both consists of a charged polymer skeleton containing
des dopes ioniques compensateurs de charge Un dope com- Charge compensating ionic dopes
pensateur chargé positivement peut être avantageusement un cation tel que les ions de métaux alcalins, les ions de métaux alcalino-terreux, les ions de métaux du Groupe III et des cations organiques tels que R Xi+,-N, R Xi-+N, et v +N Rxi 4 ' i 3 o Rxi est un groupe alkyle à chaîne droite ou à chaine positively charged thinker may advantageously be a cation such as alkali metal ions, alkaline earth metal ions, Group III metal ions and organic cations such as R 1+ +, - N, R 1 X + + N, and Rxi is a straight chain or chain alkyl group
ramifiée en C 1 à C 6 Des mélanges de ces dopes compen- branched C 1 to C 6 Mixtures of these dopes compensated
sateurs de charge peuvent être utilisés Ces dopes ioniques produisent une conductivité du type N lorsqu'ils sont These ionic dopes produce N-type conductivity when they are
associés à un polyanion polynmérique réduit ou chargé néga- associated with a polynomeric polyanion reduced or negatively charged
tivement.tively.
Un dope compensateur chargé négativement, c'est- A negatively charged compensatory dope
à-dire un dope anionique peut être avantageusement un anion choisi entre les ions d'halogènes, d'autres ions tels que As F 4, et de préférence des ions tels que As F 6, C 104-, PF 6 503 CF 3, BF 4, NO 3, POF 4, CN, Si F 5-, Sb C 16, Sb F 6, HSO 4, des anions organiques tels que CH 3 CO 2 (acétate), C 6 H 5 CO 2 (benzoate), CH 3 C 6 H 4 SO 3 (tosylate), etc On peut utiliser des mélanges de dopes compensateurs de charge Ces dopes ioniques produisent une conductivité that is, an anionic dope may advantageously be an anion chosen from halogen ions, other ions such as As F 4, and preferably ions such as As F 6, C 104-, PF 6 503 CF 3, BF 4, NO 3, POF 4, CN, Si F 5-, Sb C 16, Sb F 6, HSO 4, organic anions such as CH 3 CO 2 (acetate), C 6 H 5 CO 2 (benzoate), CH 3 C 6 H 4 SO 3 (tosylate), etc. Mixtures of charge-compensating dopes can be used These ionic dopes produce a conductivity
du type p lorsqu'ils sont associés à un polycation poly- p type when associated with a polycation polycation
mérique oxydé ou à charge positive. oxidized or positively charged.
Le polymère oxydé ou réduit a une charge opposée à celle du dope ionique Les charges du polymère oxydé ou réduit et du dope ionique s'équilibrent, en sorte que le polymère électroactif est un système électriquement neutre L'association entre le polymère vierge et des The oxidized or reduced polymer has a charge opposite to that of the ionic dope The charges of the oxidized or reduced polymer and the ionic dope are balanced, so that the electroactive polymer is an electrically neutral system The association between the virgin polymer and
dopes donneurs d'électrons produit un polymère électro- electron donor dopes produces an electron polymer
actif qui présente une conductivité du type n Plus parti- which has a conductivity of type n More parti-
culièrement, la réduction du polymère vierge et l'incor- the reduction of the virgin polymer and the incor-
poration de dopes cationiques compensateurs de charge pro- poration of cationic charge-compensating dopes
2 319 72,319 7
duisent un polymère qui présente une conductivité du type give a polymer which has a conductivity of the type
n L'association du polymère vierge avec des dopes accep- n The combination of the virgin polymer with acceptable dopes
teurs d'électrons produit un polymère électroactif à conductivité du type p Plus particulièrement, l'oxydation du polymère et l'incorporation de dopes anioniques com- pensateurs de charge produisent un polymère à conductivité du type P. Les polymères électroactifs de l'invention répondent à la formule suivante: ( Sd) {-F X +a R' -4 c ( Y çJ N lM (l d dans laquelle a a la valeur 0 ou 1; b a la valeur O ou 1; c a la valeur O ou 1; N est un nombre entier compris entre 1 et 1000; d est un nombre entier compris entre 1 et 2000; S est un nombre entier égal à 1, 2 ou 3; R est un système de noyaux condensés formant un diradical hétérocyclique à 5 et 6 chaînons contenant de l'azote, non substitué ou substitué; R' est identique à R ou en est différent; X' est un motif de jonction comprenant un seul atome ou un groupe d'atomes; Y' est un motif de jonction qui est identique à X' ou qui en est différent; et M est un atome ou un groupe d'atomes agissant comme dopes ioniques compensateurs de charge dont la charge électrique est opposée à la charge présentée par les motifs récurrents-du squelette polymérique: ( Sd) {R -) 4 (X') a(R 'c S n Les motifs récurrents forment le polyanion ou In particular, the oxidation of the polymer and the incorporation of anionic charge compensating dopes produce a P-type conductivity polymer. The electroactive polymers of the invention are to the following formula: (Sd) {-FX + a R '-4 c (Y ç N lM (ld where y is 0 or 1; ba is 0 or 1; ca is 0 or 1; N is an integer between 1 and 1000, d is an integer between 1 and 2000, S is an integer equal to 1, 2 or 3; R is a fused ring system forming a 5- and 6-membered heterocyclic diradical containing unsubstituted or substituted nitrogen; R 'is the same as or different from R; X' is a joining moiety comprising a single atom or a group of atoms; Y 'is a joining moiety which is identical to X 'or which is different from it, and M is an atom or a group of atoms acting as ionic dopes Charge compensators whose electric charge is opposite to the charge presented by the repeating units of the polymeric backbone: (Sd) {R -) 4 (X ') a (R' c S n The repeating units form the polyanion or
le polycation du polymère électroactif. the polycation of the electroactive polymer.
Le groupe R formant un diradical est un noyau azoté pentagonal, hexagonal condensé substitué ou non substitué Les diradicaux contiennent un atome d'azote et un second hétéro-atome choisi entre N-R 1, O, S, Se et The R group forming a diradical is a substituted or unsubstituted 5-membered, fused hexagonal nitrogenous ring. The diradicals contain a nitrogen atom and a second heteroatom selected from N-R 1, O, S, Se and
Te, en positions 1,2 ou 1,3 dans le noyau pentagonal. Te, in 1,2 or 1,3 positions in the pentagonal ring.
Des systèmes de noyaux condensés appréciés contiennent O et N ou N -CH 3 et N, respectivement, dans les positions Preferred condensed ring systems contain O and N or N-CH 3 and N, respectively, in the positions
1 et 3.1 and 3.
Plus particulièrement, R et R' sont des diradi- caux non substitués ou substitués déjà mentionnés ou des mélanges de diradicaux qui sont liés les uns aux autres directement ou par l'intermédiaire des motifs de jonction More particularly, R and R 'are unsubstituted or substituted diradicates already mentioned or mixtures of diradicals which are linked to each other directly or via the joining units.
X' et Y' avec formation de ponts Les ponts sont avanta- X 'and Y' with bridging Bridges are advantageous
geusement formes dans les positions 2,5 ou 2,6 pour les 1,3-hétérocycles et dans les positions 3,5 ou 3,6 pour gily forms in positions 2,5 or 2,6 for 1,3-heterocycles and in positions 3,5 or 3,6 for
les 1,2-(c'est-à-dire iso)-hétérocycles. 1,2- (i.e., iso) heterocycles.
Les motifs de jonction X' et Y' peuvent être choisis dans le groupe comprenant les motifs de formules: The joining patterns X 'and Y' may be chosen from the group comprising the units of formulas:
-0-; -S-; -N-; -CH=CH-;-0-; -S-; -NOT-; -CH = CH-;
-C=C-;-CH=CH-CH=CH-; -CH=CH-S-CH=CH-; f 9 >; -Go-CH=CH-; -CH-CH C -CH=CH-; R R 2 C Rv=c R Vi-; et -c R Vii=c Rvii; -Ar-N-Ar dans lesquelles R 1 a la définition donnée ci-dessus et Rv, Rvi et Rvii représentent H ou un groupe méthyle, un groupe méthoxy, un halogène, et leurs mélanges; R 2 est un groupe alkyle inférieur en C 1 à C 4 et un groupe phényle substitué en position para; et Ar est un groupe phénylène ou biphénylène Les groupes de jonction biphényle, vinyle, R phényle et -Ar-N-Ar constituent des motifs de jonction appréciés. -C = C -, - CH = CH-CH = CH-; -CH = CH-S-CH = CH-; f 9>; -Go-CH = CH-; -CH-CH C -CH = CH-; R R 2 C Rv = c R V-; and -c R Vii = c Rvii; -Ar-N-Ar wherein R 1 has the definition given above and Rv, Rvi and Rvii represent H or a methyl group, a methoxy group, a halogen, and mixtures thereof; R 2 is a C 1 -C 4 lower alkyl group and a para-substituted phenyl group; and Ar is phenylene or biphenylene. Biphenyl, vinyl, R phenyl and -Ar-N-Ar junction groups are preferred joining units.
La grandeur de N détermine les propriétés physi- The magnitude of N determines the physical properties
ques du polymère électroactif De préférence, N a une electroactive polymer. Preferably, N has a
valeur de 5 à 1000 lorsque c est égal à O Plus particu- value from 5 to 1000 when c is equal to O More
lièrement, N est calculé de manière que le polymère ait un poids moléculaire égal ou supérieur à 10 000 Des films pouvant être travaillés sont formés avec un polymère N is calculated so that the polymer has a molecular weight of 10,000 or more. Workable films are formed with a polymer.
électroactif dans lequel N dépasse 50 Les poids molécu- electroactive agent in which N exceeds 50
laires du polymère doivent se situer entre 500 et 500 000. of the polymer should be between 500 and 500 000.
Un poids moléculaire apprécié est égal ou supérieur à 000. A preferred molecular weight is equal to or greater than 000.
L'amélioration de conductivité du polymère électro- The conductivity enhancement of the electron polymer
actif par rapport à la conductivité du polymère à l'état active with respect to the conductivity of the polymer in the state
vierge est déterminée par d La valeur de d n'est pas supé- blank is determined by d The value of d is not greater than
rieure à 2 n La conductivité est élevée et ajustée par élévation de d Des conductivités dans la région des semiconducteurs peuvent généralement être obtenues avec des valeurs d d'environ 5 % de la valeur n, par exemple less than 2 n Conductivity is high and adjusted by elevation of d Conductivity in the semiconductor region can generally be obtained with values d of about 5% of the n-value, for example
d est égal à 5 lorsque N est égal à 100. d is 5 when N is 100.
Plus particulièrement, le polybenzothiazole à l'état vierge a une conductivité d'environ 10 15 ohm 1 cm-1 Le traitement du polymère avec une solution 0,5 M d'anthracénide sodique donne une conductivité mesurée More particularly, the virgin polybenzothiazole has a conductivity of about 10 ohm 1 cm -1. Treatment of the polymer with a 0.5 M solution of sodium anthracenide gives a measured conductivity.
d'environ 4 x 10-2 ohm -1 cm-1 Des polymères électro- about 4 x 10-2 ohm -1 cm -1 Electropolymers
actifs appréciés sont des polymères dopés qui ont des conductivités supérieures à environ 1 x 10 10 ohm'-1 cm 1, notamment supérieures à 1 x 10-4 ohm -1 cm-1 De plus grandes-concentrations du dope ionique M compensateur de Preferred actives are doped polymers which have conductivities greater than about 1 x 10 10 ohm-1 cm 1, especially greater than 1 x 10-4 ohm -1 cm-1. Higher concentrations of the ionic compensator ion D
charge élèvent la conductivité jusqu'au régime de conduc- charge raise the conductivity up to the conductive
tivité métallique Le dope cationique ou anionique M metal ticity Cationic or anionic dope M
compensateur de charge est choisi entre les dopes mention- charge compensator is chosen between the
nés ci-dessus, etc M reste le même pour tous les poly- born above, etc. M remains the same for all poly-
mères préférés suivants.following favorite mothers.
Les groupes R et R' sont égaux ou différents. The groups R and R 'are equal or different.
Lorsque a est égal à 1, b et c sont égaux à zéro, R' et Y' disparaissent et le polymère répond à la formule suivante: When a is equal to 1, b and c are equal to zero, R 'and Y' disappear and the polymer has the following formula:
253 967253,967
(L Sd) ER X 3 _ N LM:d Un exemple convenable est le poly-2,5-(p-phény- (L Sd) ER X 3 _ N LM: d A suitable example is poly-2,5- (p-phenyl)
lène)-benzothiazole additionné d'un dope ionique compen- lene) -benzothiazole supplemented with an ionic
sateur de charge.load.
Lorsque a et c sont égaux à 1 et que b est égal à zéro; Y' disparait et le polymère répond à la formule: (i Sd) When a and c are equal to 1 and b is zero; Y 'disappears and the polymer responds to the formula: (i Sd)
-TR X 1-R 1 M-TR X 1-R 1 M
Un polymère apprécié de cette formule est le poly-p-phénylène- A preferred polymer of this formula is poly-p-phenylene
bibenzoxazole additionné d'un modificateur de conductivité. bibenzoxazole supplemented with a conductivity modifier.
Lorsque a est zéro et b et c sont égaux à 1, X' disparaît et le polymère répond à la formule: ( Sd) -R R' -Y' N lM d Un polymère apprécié de cette formule est le poly-2,2 '-(p-phénylène)-6,6 '-bibenzoxazole dopé avec un When a is zero and b and c are 1, X 'disappears and the polymer has the formula: (Sd) -RR' -Y 'N lM d A preferred polymer of this formula is poly-2,2' - (p-phenylene) -6,6 '-bibenzoxazole doped with a
dope ionique Un autre polymère apprécié est le poly-2,2 '- Another preferred polymer is poly-2,2 '-
(m-phénylène)-6,6 '-bibenzoxazole Les analogues sulfurés, à savoir poly-2, 2 '-(p-phénylène)-6,6 '-bibenzothiazole et poly-2,2 '-(m-phénylène)-6,6 "bibenzothiazole additionnés de dopes ioniques compensateurs de charge, sont également appréciés. Lorsque a, b et c sont égaux à zéro, R', XI, Y' disparaissent et le polymère répond à la formule ( Sd) < Lln d Des polymères appréciés de cette formulé sont le poly-2,5-benzoxazole, le poly-2,6-benzothiazole et (m-phenylene) -6,6 '-bibenzoxazole The sulfide analogues, namely poly-2,2' - (p-phenylene) -6,6 '-bibenzothiazole and poly-2,2' - (m-phenylene) -6.6 "bibenzothiazole added with charge-compensating ionic dopes are also preferred When a, b and c are equal to zero, R ', XI, Y' disappear and the polymer has the formula (Sd) <Lln d Preferred polymers of this formulated are poly-2,5-benzoxazole, poly-2,6-benzothiazole and
le poly-2,5-( 1-méthyl)-benzimidazole, le poly-2,6-(pyri- poly-2,5- (1-methyl) -benzimidazole, poly-2,6-pyri-
dino/ 3,2-d 7 _oxazole) et le poly-2,6-(pyrazino/-2,3-d_ 7- dino / 3,2-d-7-oxazole) and poly-2,6-pyrazino-2,3-d-7-
oxazole. Un groupe 2,5 ou 2,6-R ou R' est choisi parmi les diradicaux qui répondent à la formule: Rii oxazole. A group 2,5 or 2,6-R or R 'is chosen from the diradicals which correspond to the formula: Rii
66
dans laquelle Rii représente un à trois groupes substituants wherein R 1 represents one to three substituent groups
choisis indépendamment entre H; un groupe amino disubsti- independently selected from H; an amino group disubsti-
tué; un groupe alkyle ayant 1 à 4 atomes de carbone; un groupe alkoxy ayant 1 à 4 atomes de carbone; un groupe kill; an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms; an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms; a group
alkylthio ayant 1 à 4 atomes de carbone; un groupe cyclo- alkylthio having 1 to 4 carbon atoms; a cyclo-
aliphatique ayant 5 ou 6 atomes de carbone; un groupe aryle ayant 6 à 10 atomes de carbone; un groupe aryle ayant 6 à 10 atomes de carbone substitué par un à trois groupes alkyle ayant 1 à 4 atomes de carbone, alkoxy ayant 1 à 4 atomes de carbone, un à trois groupes cyano, 1 à 3 Atomes d'halogènes, des groupes dialkylamino ayant 1 à 4 atomes de carbone, un groupe alkylthio ayant 1 à 4 atomes de carbone; ou bien un groupe hétérocyclique insaturé azoté pentagonal ou hexagonal Les atomes d'azote des polymères ci-dessus peuvent être quaternisés par réaction avec des agents alkylants, par exemple le sulfate de diméthyle Les liaisons en traits interrompus indiquent aliphatic having 5 or 6 carbon atoms; an aryl group having 6 to 10 carbon atoms; an aryl group having 6 to 10 carbon atoms substituted with one to three alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, alkoxy having 1 to 4 carbon atoms, one to three cyano groups, 1 to 3 halogen atoms, groups dialkylamino having 1 to 4 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 4 carbon atoms; or a 5- or 6-membered nitrogenous unsaturated heterocyclic group. The nitrogen atoms of the above polymers can be quaternized by reaction with alkylating agents, for example dimethyl sulphate. The dotted lines indicate
les positions 2,5 ou 2,6 préférées. preferred positions 2.5 or 2.6.
Le terme "alkyle" se réfère à des groupes alkyle The term "alkyl" refers to alkyl groups
à chaîne droite et à chatne ramifiée Des exemples appré- Straight-chain and branched-chain
ciés sont les groupes méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, are methyl, ethyl, propyl, isopropyl,
butyle, isobutyle, sec -butyle et tertio-butyle. butyl, isobutyl, sec-butyl and tert-butyl.
Le terme "alkoxy" se réfère-au groupe R 10 dans lequel R 1 est un radical alkyle Des exemples convenables sont les groupes méthoxy, éthoxy, propoxy, isopropoxy, The term "alkoxy" refers to the group R 10 in which R 1 is an alkyl radical. Suitable examples are methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy,
butoxy, isobutoxy, sec -butoxy et tertio-butoxy. butoxy, isobutoxy, sec-butoxy and tert-butoxy.
253 967253,967
' C'C
Le terme "alkylthio" se réfère à des exemples tels que méthylthio, éthylthio, propylthio, isopropylthio, The term "alkylthio" refers to examples such as methylthio, ethylthio, propylthio, isopropylthio,
butylthio, isobutylthio, tertio-butylthio et sec -butyl- butylthio, isobutylthio, tert-butylthio and sec-butyl-
thio. Des exemples convenables de groupes cycloalipha- thio. Suitable examples of cycloaliphatic groups
tiques sont les groupes cyclopentyle, cyclohexyle, 3- ticks are cyclopentyl, cyclohexyl, 3-
méthylcyclopentyle, etc. Le terme "aryle" désigne un radical hydrocarboné aromatique tel que phényle, naphtyle, etc Des exemples convenables de groupes aryle substitués avec un radical methylcyclopentyl, etc. The term "aryl" refers to an aromatic hydrocarbon radical such as phenyl, naphthyl, etc. Suitable examples of aryl groups substituted with a radical
alkyle sont les groupes 2-tolyle, mésityle, 3-isopropyl- alkyl are 2-tolyl, mesityl, 3-isopropyl-
phényle, etc Des groupes aryle convenables -substitués phenyl, etc. Suitable aryl groups -substituted
avec un radical alkoxy sont les groupes -1-méthoxy-2- with an alkoxy radical are 1-methoxy-2-groups
naphtyle, 3-n-butoxyphényle, etc Des groupes aryle con- naphthyl, 3-n-butoxyphenyl, etc. Aryl groups
venables substitués avec un groupe cyano sont les groupes 4-cyanophényle, 4-cyano-1-naphtyle, etc Des exemples convenables de groupes aryle ayant un atome d'halogène Suitable cyano substituted compounds are 4-cyanophenyl, 4-cyano-1-naphthyl, etc. Suitable examples of aryl groups having a halogen atom
comprennent les groupes 4-fluorophényle, 3-chloro-4-bromo- include 4-fluorophenyl, 3-chloro-4-bromo-
1-naphtyle, etc Des exemples convenables de groupes aryle substitués avec un radical dialkylamino sont les groupes 3-diméthylaminophényle, 6diéthylamino-2-naphtyle, etc Des exemples convenables de groupes aryle substitués 1-Naphthyl, etc. Suitable examples of aryl groups substituted with a dialkylamino radical are 3-dimethylaminophenyl, 6-diethylamino-2-naphthyl, etc. Suitable examples of substituted aryl groups
avec un radical alkylthio sont les groupes 4-butylthio- with an alkylthio radical are 4-butylthio-
phényle, 3-méthylthio-2-naphtyle, etc Des exemples con- phenyl, 3-methylthio-2-naphthyl, etc. Examples
venables de groupes hétérocycliques azotés pentàgonaux ou hexagonaux sont des groupes 3-pyrrolyle, 4-pyridyle, etc. Suitable for pentagonal or hexagonal nitrogenous heterocyclic groups are 3-pyrrolyl, 4-pyridyl and the like.
Des diradicaux substitués convenables sont illus- Suitable substituted diradicals are
trés par les polymères suivants: poly-2,6-( 4-méthoxy- by the following polymers: poly-2,6- (4-methoxy)
benzoxazole), poly-2,6-( 5-éthylbenzoxazole); poly-2,5- benzoxazole), poly-2,6- (5-ethylbenzoxazole); poly-2,5-
( 6-méthylthiobenzoxazole); poly-2,6-( 4-phénylbenzoxazole); etc Naturellement, les autres diradicaux tels que les (6-methylthiobenzoxazole); poly-2,6- (4-phenylbenzoxazole); etc. Naturally, other diradicals such as
analogues du soufre, de l'azote et du sélénium selon l'in- sulfur, nitrogen and selenium analogues according to the
vention peuvent être substitués En outre, les diradicaux substitués peuvent être intercalés avec des motifs de jonction. Un groupe R ou R'apprécié est choisi entre les diradicaux de formule: Riii N y dans laquelle Rii désigne un ou deu-substituants portés il par les atomes de carbone du noyau, comme défini pour Rii, In addition, the substituted diradicals can be intercalated with joining motifs. An R or R'appreciated group is chosen between the diradicals of formula: ## STR1 ## in which Ri 1 denotes one or two substituents carried by the ring carbon atoms, as defined for R 1,
et Y et Z ont les définitions données ci-dessus On men- and Y and Z have the definitions given above.
tionne ci-après des polymères électroactifs appréciés dans lesquels R et R' sont les mêmes, b et c sont égaux 1, a est égal à 0, Z est un groupe NR 1 dans lequel R 1 est un radical méthyle, Rii représente H, Y est le carbone, Hereinafter, preferred electroactive polymers in which R and R 'are the same, b and c are 1, a is 0, Z is NR 1 in which R 1 is methyl, R 1 is H, Y is carbon,
X est l'azote et Y' est un groupe m-phényle ou p-phényle. X is nitrogen and Y 'is m-phenyl or p-phenyl.
Poly-2,2 '-(p-phénylène)-1,1 '-diméthyl-5,5 '- Poly-2,2 '- (p-phenylene) -1,1'-dimethyl-5,5' -
bibenzimidazole: 4 ? (-Sd):+SI N d X bibenzimidazole: 4? (-Sd): + IF N d X
CH 3 CH 3CH 3 CH 3
Le polymère présente une conductivité réversible du type n. The polymer has a n-type reversible conductivity.
Poly-2,2 '-(p-phénylène)-1,1 '-diméthyl-6,6 '-bi- Poly-2,2 '- (p-phenylene) -1,1'-dimethyl-6,6' -bi-
benzimidazole (Sd) E<*Sl "I Inbenzimidazole (Sd) E <* Sl "I In
CH 3 CH 3CH 3 CH 3
* Le polymère présente une conductivité réversible du type n et du type p.* The polymer has a reversible conductivity of the n type and the p type.
3-5 Poly-2,2 '-(m-phénylène)-1,1 '-diméthyl-5,5 '- 3-5 Poly-2,2 '- (m-phenylene) -1,1'-dimethyl-5,5' -
bibenzimidazole: -bibenzimidazole: -
( Sd) d | -i f 10 <i(Sd) d | -i f 10 <i
CH 3 CH 3CH 3 CH 3
Poly-2,2 '-(m-phénylène)-1,1 '-diméthyl-6,6 '- Poly-2,2 '- (m-phenylene) -1,1'-dimethyl-6,6' -
bibenzimidazole: + N I i (+Sd) Sbibenzimidazole: + N I i (+ Sd) S
CH 3 CH 3CH 3 CH 3
Le polymère présente une conductivité réversible du type R- The polymer has a reversible conductivity of the R-type
Poly-2,2 '-(p-phénylène)-6,6 '-(N,N'-diméthyl- Poly-2,2 '- (p-phenylene) -6,6' - (N, N'-dimethyl)
bibenzoxazolium)-métasulfate: Dd'bibenzoxazolium) -metasulfate: Dd '
CH 3 O 5038 CH 3 OSO 3CH 3 O 5038 CH 3 OSO 3
D'autres polymères polybenzimidazoliques con- Other polybenzimidazole polymers
venables sont des polybenzimidazoles N-alkylés décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N 3 509 108, N 3 549 603 et N 4 020 142 Les atomes d'azote peuvent are N-alkylated polybenzimidazoles described in US Pat. Nos. 3,509,108, 3,549,603 and 4,202,142.
être alkylés par des procédés connus dans l'art antérieur. be alkylated by methods known in the art.
Les polymères sont rendus conducteurs par exposition à Polymers are made conductive by exposure to
des dopes oxydants ou réducteurs ou par des moyens électro- oxidizing or reducing dopes or by electro-
chimiques de dopage.doping chemicals.
Des motifs récurrents oxygénés appréciés, par Recurrent oxygenated patterns appreciated, by
exemple benzoxazole, sont obtenus lorsque R et R' repré- benzoxazole, are obtained when R and R 'represent
sentent le benzoxazole, b et c sont égaux à 1, a est égal à 0, Z représente O, R 1 i représente H, Y est le carbone, X est l'azote, Y' est un groupe m-, p-phénylène, ou est benzoxazole, b and c are 1, a is 0, Z is O, R 1 is H, Y is carbon, X is nitrogen, Y 'is m-, p-phenylene , Where is
tel qu'indiqué Plus particulièrement, les motifs récur- As indicated more particularly, recurrent patterns
rents sont les suivants: Poly-2,2 '-(p-phénylène)-5,5 '-bibenzoxazole: N 5 S'5 N %%i-Sd) l+ji IU ld The following are the following: Poly-2,2 '- (p-phenylene) -5,5' -bibenzoxazole: N 5 S'5 N %% i-Sd) l + ji IU ld
Le polymère présente une conductivité réversible du type n. The polymer has a n-type reversible conductivity.
Poly-2,2 ' (p-phénylène)-6,6 ' -bibenzoxazole: N i (ï-Sd) n Le polymère présente une conductivité réversible du type n et du type p. Poly-2,2 '(m-phénylène)-5,5 '-bibenzoxazole: d Poly-2,2 '-(m-phénylène)-6,6 'bibenzoxazole: t (+Sd) S Le polymère présente une conductivité réversible du type R- 1 9 Poly-2,2 '(p-phenylene) -6,6' -bibenzoxazole: N i (ï-Sd) n The polymer has a n-type and p-type reversible conductivity. Poly-2,2 '(m-phenylene) -5,5' -bibenzoxazole: d Poly-2,2 '- (m-phenylene) -6,6' bibenzoxazole: t (+ Sd) S The polymer has a conductivity reversible type R-1 9
Poly-2,21-(N-méthyl-p,p'-amïnodiphénylène)-6,61- Poly-2,21- (N-methyl-p, p'-amïnodiphénylène) -6,61-
bibenzoxazole: 1 1 Le polymère présente une conductivité réversible du type p. bibenzoxazole: 1 1 The polymer has a reversible conductivity of the p type.
Poly-2,21-( 4,41-oxydiphénylène)-6,6 '-bibenzoxa- Poly-2,21- (4,41-oxydiphenylene) -6,6 '-bibenzoxa
zole: 1 5zole: 1 5
Poly-2,21-( 4,41-thiodiphènylène)-6,6 '-bibenzoxa- Poly-2,21- (4,41-thiodiphenylene) -6,6 '-bibenzoxa
zole:zole:
0 O "%0 O "%
1- ( Sd 1 I 5 r >-D-S (D N n Poly-2,,21-( 4,41 diphénylène)-6, 61-bibenzoxazole: :Sd) S 1: ci 1- (Sd) n -D-S (D N n) Poly-2,12- (4,41-diphenylene) -6,61-bibenzoxazole :: Sd) S 1: ci
N -NOT -
Poly-2,21-(o-phénylène)-6,61-bibenzoxazole: 0 p Poly-2,21- (o-phenylene) -6,61-bibenzoxazole: 0%
"D- /"D- /
L 1-,IL 1-, I
Poly-2,21-( 3,5-furannediyle)-6,6 '-bibenzoxazole: *Sd f 57 4 ,\,O,1 1 M id Poly-2,21- (3,5-furanediyl) -6,6 '-bibenzoxazole: * Sd f 57 4, \, O, 1 1 M id
% L(D% L (D
\\ 1 N L -J\\ 1 N L -J
(+Sd) -1 d (i-Éd) *S I id n r \ 1 -Md L (i-Sd) îd -J n Poly-2, 2 ' (vinylène) -6,6 '-bibenzoxazole O HH M id -n Poly-2,2 ' <éthynylène) -6,6 '-bibenzoxazole n L} Poly-2, 2 ( 2, 6-pyridinediyle) -6,6 ' bibenzoxazole: <*d) r igl M Poly-2,2 ( 2, 5-pyridinediyle) -6,6 ' bibenzoxazol e (L Sd)i n Poly-2,2 ( 2, 5-oxadiazolediyle) -6,6 ' bibenzoxazole Poly-2,2 ' -( 2, 5-pyrazinediyle) -6,16 '-bibenzoxazole > N ( Sd) F 4 S (+ Sd) -1 d (i-Ed) * Si id nr \ 1 -Md L (i-Sd) dd -J n Poly-2, 2 '(vinylene) -6,6' -bibenzoxazole O HH M id Poly-2,2 '(ethynylene) -6,6' -bibenzoxazole n L} Poly-2,2 (2,6-pyridinediyl) -6,6 'bibenzoxazole: ## STR1 ## Poly-2 2 (2,5-pyridinediyl) -6,6'-bibenzoxazol e (L Sd) in Poly-2,2 (2,5-oxadiazolediyl) -6,6-bibenzoxazole Poly-2,2 '- (2,5) -pyrazinediyl) -6,16 '-bibenzoxazole> N (Sd) F 4 S
0 O __ 1 _C -_L __0 O __ 1 _C -_L __
nnot
Les analogues sulfurés et à groupe N-R 1 des poly- The sulphurized and N-R 1 analogues of the poly-
mères ci-dessus sont également appréciés. mothers above are also appreciated.
D'autres polymères appréciés sont le poly-2,2 '- Other preferred polymers are poly-2,2 '-
(-P-diphénylène) -6,6 '-bibenzoxazole et le poly-2,2 ' -(p- (-P-diphenylene) -6,6 '-bibenzoxazole and poly-2,2' - (p-
diphénylène) -5,5 ' -bibenzoxazole, additionnés de dopes diphenylene) -5,5 '-bibenzoxazole, with dopes added
ioniques compensateurs de charge.ionic charge compensators.
Un motif récurrent particulièrement apprécié répond à la formule: 21 d \ g + (;Sd) 0 M d Ce polymère présente une conductivité réversible du type n et du type p lorsqu'il est réduit ou, respectivement, A particularly preferred repeating unit corresponds to the formula: ## EQU1 ## This polymer has a reversible conductivity of the n type and of the p type when it is reduced or, respectively,
oxydé.oxide.
Des motifs récurrents sulfurés appréciés, à savoir benzothiazoles, sont indiqués ci-après Les motifs récurrents apparaissent lorsque R et R' représentent le benzothiazole, b et c sont égaux à 1, a est égal à 0, Z représente S, Ri représente H, Y est le carbone, X est Preferred recurring sulfur units, namely benzothiazoles, are given below. The repeating units occur when R and R 'are benzothiazole, b and c are 1, a is 0, Z is S, R 1 is H, Y is carbon, X is
l'azote et Y' est le groupe m ou p-phénylène. nitrogen and Y 'is the m or p-phenylene group.
Poly-2,2 ' (p-phénylène)-5,5 ' -bibenzothiazole: Poly-2,2 '(p-phenylene) -5,5' -bibenzothiazole:
%'4 ', %% '4',%
l_jd Le polymère présente une conductivité réversible du type n. Poly-2,2 '-(p-phénylène)-6,6 '-bibenzothiazole: Sd) The polymer has a n-type reversible conductivity. Poly-2,2 '- (p-phenylene) -6,6' -bibenzothiazole: Sd)
//':N__A ->, N_ (Sd) l'M .// ': N__A ->, N_ (Sd) the M.
I 1 s d n Le polymère présente une conductivité réversible du type n et du type p. Poly-2,2 '-(m-phénylène)-5,5 '-bibenzothiazole: oc f â'(i-Sd) U_ Jj Poly-2,2 ' (m-phénylène)-6,6 '-bibenzothiazole: N N(+Sd) Le polymère présente une conductivité réversible du type p. On mentionne ci- après un polymère électroactif apprécié que l'on obtient lorsque a, b et c sont égaux The polymer has a reversible conductivity of the n-type and the p-type. Poly-2,2 '- (m-phenylene) -5,5' -bibenzothiazole: ## STR2 ## Poly (2,2 ') - (m-phenylene) -6,6' -bibenzothiazole: NN (+ Sd) The polymer has a reversible conductivity of the p type. Hereinafter is mentioned a preferred electroactive polymer which is obtained when a, b and c are equal.
à O et R est le groupe pyrido/-3,2-d 7 oxazole ou pyrazino- at O and R is pyrido / -3,2-d 7 oxazole or pyrazino-
/-2,3-d 7 oxazole: Poly-2,6-(pyrido/-3,2-d 7 oxazole): O W(;Sd) l S n n Poly-2,6-(pyrazino/ 2,3-d_ 7 oxazole) tg D W 1 (+t Sd) l:Es -Oh (*Sd) r n On indique ci-après un polymère électroactif apprécié dans lequel a et b sont égaux à 0, c est égal à 1, R et R' représentent des noyaux de benzoxazole attachés queue-à-queue: Poly-2,2 '-( 6,6 '-bibenzoxazole): t Q No (+Sd) n On mentionne ci-après des polymères électroactifs appréciés dans lesquels a, b et c sont égaux à 1, R et R' représentent le groupe benzoxazole ou benzothiazole, X' représente O ou S, et Y' est un groupe m ou p-phénylène: Poly-2,2 ' (p-phénylène)-6,6 ' -oxybibenzoxazole: Oo O O > 4-Sd l Ml 4 -N d / -2,3-d 7 oxazole: Poly-2,6- (pyrido / -3,2-d 7 oxazole): OW (; Sd) 1 S nn Poly-2,6- (pyrazino / 2,3- d 7 oxazole) dg 1 (+ t Sd) 1: Es -Oh (* Sd) rn A preferred electroactive polymer is indicated below wherein a and b are 0, c is 1, R and R are tailed tail-tail benzoxazole rings: Poly-2,2 '- (6,6' -bibenzoxazole): ## STR1 ## Preferred electroactive polymers in which a, b and c are 1, R and R 'are benzoxazole or benzothiazole, X' is O or S, and Y 'is m or p-phenylene: Poly-2,2' (p-phenylene) - 6,6'-oxybibenzoxazole: OO OO> 4-Sd I Ml 4 -N d
2531 9672531 967
Poly-2,2 '-(p-phénylène)-6,6 '-oxybibenzothiazole: ( Sd) F O Ld n Poly-2, 2 '-(m-phénylène)-6,6 '-thiobibenzoxazole: S ( Sd) MSW n Préparation du polymère La matière de départ pour la préparation des Poly-2,2 '- (p-phenylene) -6,6' -oxybibenzothiazole: (Sd) FO Ld n Poly-2,2 '- (m-phenylene) -6,6' -thiobibenzoxazole: S (Sd) MSW n Preparation of the polymer The starting material for the preparation of the
polymères électroactifs de l'invention consiste en poly- The electroactive polymers of the invention consist of poly-
mères et en copolymères comprenant des motifs récurrents formés d'un système de noyaux hétérocycliques insaturés condensés, contenant de l'azote Les motifs récurrents sont avantageusement des hétérocycles condensés à 5 et 6 chaînons, substitués ou non substitués, dans lesquels un atome d'azote et un autre hétéro-atome se trouvent dans le noyau pentagonal Ces polymères et copolymères sont des matières bien connues qui ont été synthétisées de diverses façons Par exemple, les benzimidazoles sont décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique RE N 26 065, N O 3 509 108, N 3 549 603 et N O 3 551 389 Les atomes d'azote peuvent être substitués, par exemple N-alkylés, and the copolymers comprising recurring units formed from a nitrogen-containing fused unsaturated heterocyclic ring system. The recurring units are advantageously substituted or unsubstituted 5- and 6-membered fused heterocycles in which a nitrogen atom is present. and another hetero atom are in the 5-membered ring. These polymers and copolymers are well known materials which have been synthesized in various ways. For example, benzimidazoles are described in US Pat. Nos. 3,509,108, 3,549,603 and 3,551,389. Nitrogen atoms may be substituted, for example N-alkylated,
par des procédés connus dans l'art antérieur. by methods known in the art.
Un polybenzimidazole de haut poids moléculaire peut être préparé par le procédé de Vogel et Marvel décrit dans J Polym Sci, L, 511 ( 1969) Conformément à ce procédé, des polybenzimidazoles sont formés par réaction de polycondensation à l'état fondu d'un composé tétra-aminé aromatique avec divers esters diphényliques A high molecular weight polybenzimidazole can be prepared by the method of Vogel and Marvel described in Polym Sci, L, 511 (1969). According to this process, polybenzimidazoles are formed by melt polycondensation reaction of a compound. aromatic tetra-amine with various diphenyl esters
de diacides aromatiques.aromatic diacids.
Selon une autre variante, des polybenzimidazoles peuvent être préparés à partir de tétramines aromatiques According to another variant, polybenzimidazoles may be prepared from aromatic tetramines
ou de leurs chlorhydrates et d'acides dicarboxyliques aro- or their hydrochlorides and aromatic dicarboxylic acids
253 '967253 '967
matiques par une condensation, catalysée par l'acide polyphosphorique, décrite par Iwakura, Uno et Imai dans condensation by polyphosphoric acid, described by Iwakura, Uno and Imai in
J Polym Sci, partie A, 2, 2605 ( 1964). J Polym Sci, part A, 2, 2605 (1964).
La préparation de 2,5-polybenzimidazoles tête-à- The preparation of 2,5-polybenzimidazoles head-to-
queue par autocondensation d'acide 3,4-diaminobenzoique dans l'acide polyphosphorique utilisé comme solvant est décrite par Imai, Uno et Iwakura dans Macromol Chem, tail by self-condensation of 3,4-diaminobenzoic acid in the polyphosphoric acid used as a solvent is described by Imai, Uno and Iwakura in Macromol Chem,
83, 179 ( 1965)83, 179 (1965)
Des polybenzimidazoles préparés conformément à Polybenzimidazoles prepared in accordance with
ces procédés doivent être N-alkylés avant le dopage chimi- these processes must be N-alkylated prior to chemical doping.
que ou electrochimique de la présente invention La that or electrochemical of the present invention
réaction d'alkylation est bien connue dans l'art anté- The alkylation reaction is well known in the art.
rieur et elle est effectuée au moyen d'agents alkylants and is carried out by means of alkylating agents
classiques tels que des halogénures d'alkyle, des tosy- such as alkyl halides, toky-
lates et sulfates d'alkyle, dans des conditions basiques. alkyl lates and sulphates under basic conditions.
Par exemple, conformément au mode opératoire décrit par Kapodia et Patel dans J Macromol Sci, -Chem, A 17 ( 3), 467 ( 1982), des Nméthylpolybenzimidazoles sont For example, according to the procedure described by Kapodia and Patel in Macromol Sci, Chem, A 17 (3), 467 (1982), N-methylpolybenzimidazoles are
formés par méthylation de polybenzimidazole avec le sul- formed by methylation of polybenzimidazole with sulphate
fate de diméthyle en présence d'hydroxyde de sodium. dimethyl fate in the presence of sodium hydroxide.
Du fait qu'il est difficile d'obtenir une alkyla- Because it is difficult to obtain an alkylation
tion totale d'un polymère de haut poids moléculaire par ce procédé, le procédé préconisé pour la préparation de N-alkylpolybenzimidazoles implique la polymérisation d'un of a high molecular weight polymer by this process, the method recommended for the preparation of N-alkylpolybenzimidazoles involves the polymerization of a
monomère N,N'-dialkylé.N, N'-dialkylated monomer.
Par exemple, des polybenzimidazoles N-alkylés ont été préparés par Korshak, Teplyakov et Fedorova, J Polym Sci, A-1, 9, 1027 ( 1971), par une réaction de polycondensation à l'état fondu de N,N-dialkyltétramines avec des esters diphényliques d'acides dicarboxyliques aromatiques. For example, N-alkylated polybenzimidazoles were prepared by Korshak, Teplyakov and Fedorova, J Polym Sci, A-1, 9, 1027 (1971), by a melt polycondensation reaction of N, N-dialkyltetramines with diphenyl esters of aromatic dicarboxylic acids.
Des polybenzoxazoles entièrement aromatiques peu- Fully aromatic polybenzoxazoles can
vent être préparés par le procédé de Kubota et Nakanishi, Polymer Letters, 2, 655 ( 1964) Les auteurs de cette publication ont conduit une réaction de condensation par can be prepared by the method of Kubota and Nakanishi, Polymer Letters, 2, 655 (1964) The authors of this publication conducted a condensation reaction by
étapes de la 3,3 '-dihydroxybenzidine et du chlorure d'iso- steps of 3,3'-dihydroxybenzidine and iso-chloride
phtaloyle dans le diméthylacétamide utilisé comme solvant, pour obtenir un polyamide de haut poids moléculaire Dans la seconde étape, les films de polyamide ont été déshydratés à 200-500 C jusqu'à l'obtention d'un polybenzoxazole entièrement aromatique Une autre variante de ce procédé implique une réaction de polycondensation en une seule étape de la 3,3 'déhydroxybenzidine ou de son chlorhydrate avec l'acide isophtalique ou téréphtalique dans l'acide In the second step, the polyamide films were dehydrated at 200-500 C until a fully aromatic polybenzoxazole was obtained. Another variant of this was process involves a one-step polycondensation reaction of 3,3'-dehydroxybenzidine or its hydrochloride with isophthalic or terephthalic acid in the acid
polyphosphorique à 150-215 C.polyphosphoric at 150-215 C.
La préparation de polybenzoxazoles par une réac- The preparation of polybenzoxazoles by a reaction
tion de polycondensation, catalysée par l'acide polyphos- polycondensation, catalyzed by the polyphosphoric acid
phorique, du chlorhydrate de 3,3 '-dihydroxybenzidine et d'un acide dicarboxylique aromatique est également décrite par Imai, Taoka, Uno et Iwakura dans Macromol Chem, phoric, 3,3'-dihydroxybenzidine hydrochloride and an aromatic dicarboxylic acid is also described by Imai, Taoka, Uno and Iwakura in Macromol Chem,
83, 179 ( 1965).83, 179 (1965).
L'homopolymérisation d'un monomère trifonctionnel tel que l'acide 3-amino4-hydroxybenzoique pour l'obtention d'un 2,5-polybenzoxazole tête-à-queue est décrite par Homopolymerization of a trifunctional monomer such as 3-amino-4-hydroxybenzoic acid to obtain a 2,5-polybenzoxazole head-to-tail is described by
Imai, Uno et Iwakura dans Macromol Chem, 83, 179 ( 1965). Imai, Uno and Iwakura in Macromol Chem, 83, 179 (1965).
Dans une autre variante, des polybenzoxazoles aromatiques ont été préparés par Moyer, Cole et Angos, J Polym Sci, 3, 2107 ( 1965), par polymérisation à l'état In another variation, aromatic polybenzoxazoles were prepared by Moyer, Cole and Angos, J Polym Sci, 3, 2107 (1965), by polymerization in the state.
fondu de 3,3 '-dihydroxybenzidine avec-des esters phényli- melted 3,3'-dihydroxybenzidine with phenyl esters
ques des acides phtalique, isophtalique, téréphtalique phthalic, isophthalic and terephthalic acids
et 5-chloro-isophtalique.and 5-chloroisophthalic acid.
Des polybenzothiazoles aromatiques peuvent être préparés à partir de 3,3 '-dimrercaptobenzidine et d'esters diphényliques d'acides dicarboxyliques aromatiques par polymérisation en solution dans ladiéthylaniline, suivie d'une opération d'isolement et d'un traitement thermique à 400 C, pendant 1 heure, comme décrit par Hergenrother, Wrasidlo et Leviie dans J Polym Sci, partie A, 3, 1665 ( 1965) Dans une autre variante de leur procédé, des polybenzothiazoles de haut poids moléculaire ont été obtenus par une réaction de polycondensation en une seule Aromatic polybenzothiazoles can be prepared from 3,3'-dimercaptobenzidine and diphenyl esters of aromatic dicarboxylic acids by solution polymerization in ethylaniline followed by isolation and heat treatment at 400 ° C. for 1 hour, as described by Hergenrother, Wrasidlo and Leviie in Polym Sci, part A, 3, 1665 (1965). In another variant of their process, high molecular weight polybenzothiazoles were obtained by a polycondensation reaction in one. alone
étape de 3,3 '-dimercaptobenzidine et d'acides dicarboxy- step of 3,3'-dimercaptobenzidine and dicarboxylic acid
liques aromatiques dans l'acide polyphosphorique utilisé aromatic lactic acid in the polyphosphoric acid used
comme solvant, à 200-250 C.as a solvent, at 200-250C.
On peut aussi préparer des polybenzothiazoles Polybenzothiazoles can also be prepared
par une réaction de polycondensation en solution du di- by a polycondensation reaction in solution of the
chlorhydrate de 3,3 '-dimercaptobenzidine et d'acides dicarboxyliques dans l'acide polyphosphorique utilisé comme solvant, par le prbcédé d'Imai, Taoka, Uno et 3,3'-Dimercaptobenzidine hydrochloride and dicarboxylic acids in the polyphosphoric acid solvent used by Imai, Taoka, Uno and
Iwakura, Macromol Chem, 83, 167 ( 1965). Iwakura, Macromol Chem, 83, 167 (1965).
Le 2,6-polybenzothiazole, homopolymère tête-à- queue, peut être synthétisé à partir de chlorhydrate d'acide 3-mercapto-4-aminobenzolque ou du sel de zinc 2,6-polybenzothiazole, head-to-tail homopolymer, can be synthesized from 3-mercapto-4-aminobenzoic acid hydrochloride or zinc salt.
par une polymérisation en solution dans l'acide poly- by a solution polymerization in polyhydric acid
phosphorique selon le procédé de Imai, Uno et Iwakura, phosphoric according to the process of Imai, Uno and Iwakura,
Macromol Chem, 83, 179 ( 1965).Macromol Chem, 83, 179 (1965).
Les polymères à noyaux hétérocycliques à 5 et 6 chaînons condensés, dans lesquels les noyaux hexagonaux contiennent de l'azote, peuvent être produits par les procédés ci-dessus à partir des pyridazines, pyridines The fused 5- and 6-membered heterocyclic ring polymers, in which the hexagonal rings contain nitrogen, may be produced by the above methods from pyridazines, pyridines
ou pyrimidines appropriées.or appropriate pyrimidines.
Production d'un polymère pouvant être travaillé Après la polymérisation, des articles tels que des fibres, des rubans ou des films autoporteurs peuvent être obtenus par coulée d'une solution La solution est obtenue en dissolvant le polymère désiré dans un solvant qui consiste en acide sulfurique, acide formique, acide Production of a workable polymer After the polymerization, articles such as fibers, ribbons or self-supporting films can be obtained by casting a solution. The solution is obtained by dissolving the desired polymer in a solvent which consists of Sulfuric, formic acid, acid
méthanesulfonique ou acide polyphosphorique La tempéra- methanesulfonic acid or polyphosphoric acid The temperature
ture de la solution va d'environ 25 à environ 200 C et elle est avantageusement d'environ 140 C, notamment de 100 C Les polymères sont coagulés en corps pleins façonnés tels que des fibres, des rubans ou des films autoporteurs dans un bain basique de coagulation Pour réaliser des films autoporteurs, les polymères sont élaborés à partir de solutions contenant environ 2 à 25 % de polymère The temperature of the solution ranges from about 25 to about 200 ° C. and is advantageously about 140 ° C., in particular 100 ° C. The polymers are coagulated into shaped solid bodies such as fibers, ribbons or self-supporting films in a basic bath. Coagulation For making self-supporting films, polymers are made from solutions containing about 2 to 25% of polymer
dissous dans le solvant A des concentrations qui dépas- dissolved in the solvent at concentrations which exceed
sent 10 %, les films coulés acquièrent une morphologie 10%, cast films acquire a morphology
anisotrope La propriété d'anisotropie favorise la conduc- Anisotropic property The property of anisotropy favors the
tivité dans la direction anisotrope Une amine, par exemple la triéthylamine, dissoute dans un solvant protonique tel que H 20 et de préférence l'alcool éthylique, constitue le bain coagulant Le bain est maintenu à une température plus basse que la température de dissolution du polymère dans le solvant On choisit habituellement la température In the anisotropic direction, an amine, for example triethylamine, dissolved in a protonic solvent such as H 2 O and preferably ethyl alcohol, constitutes the coagulating bath. The bath is maintained at a temperature lower than the polymer dissolution temperature. in the solvent We usually choose the temperature
ambiante comme température de travail pour le bain coagu- ambient temperature as the working temperature for the coagulation bath.
lant Les articles façonnés sont séchés Des températures élevées, habituellement de 60 C, et une pression réduite The shaped articles are dried High temperatures, usually 60 C, and reduced pressure
accélèrent le processus de séchage Le séchage elst pour- speed up the drying process Elst drying
suivi jusqu'à ce qu'on n'observe plus de perte de poids. A titre de variante, des films sont coulés-dans followed until no more weight loss is observed. As an alternative, films are cast-in
l'eau, constituant le bain coagulant, puis ils sont neu- water, constituting the coagulating bath, and then they are neutral.
tralisés dans du bicarbonate aqueux Les films neutralisés sont lavés à l'eau et séchés à des températures élevées, The neutralized films are washed with water and dried at elevated temperatures,
de 60 à 100 'C, sous pression réduite. from 60 to 100 ° C, under reduced pressure.
Modification de la conductivité des polymères Modification of the conductivity of polymers
Après la réalisation des articles désirés à par- After completion of the desired articles at
tir de polymères hétérocycliques polycondensés, par le mode opératoire décrit ci-dessus, les articles sont rendus électroactifs,par exemple par des opérations chimiques ou polycondensed heterocyclic polymers, by the procedure described above, the articles are rendered electroactive, for example by chemical or
électr 6 chimiques -Les articles peuvent être rendus électro- electr 6 chemical -The articles can be made electro-
actifs dans une atmosphère qui est inerte vis-à-vis du polymère et du dope, par leur mise en contact avec des modificateurs de conductivité convenables, c'est-à-dire des dopes Une atmosphère inerte est définie comme étant une atmosphère qui ne réagit pas avec le polymère, le dope ou le polymère électroactif Par exemple, l'atmosphère peut consister en argon,-hélium et azote, etc Le milieu liquide inerte doit être capable de mouiller et de faire gonfler le polymère mais non de réagir avec lui Le dopage peut aussi être effectué dans un milieu liquide inerte tel que têtrahydrofuranne, acétonitrile, etc Les dopes peuvent être des molécules oxydantes ou acceptant les électrons ou des molécules réductrices ou cédant des électrons Les deux types de dopes peuvent se présenter sous la forme de gaz ou de vapeurs, de liquides purs ou active in an atmosphere which is inert to the polymer and the dope by contacting them with suitable conductivity modifiers, i.e. dopes An inert atmosphere is defined as an atmosphere which does not react with the polymer, the dope or the electroactive polymer For example, the atmosphere may consist of argon, helium and nitrogen, etc. The inert liquid medium must be capable of wetting and swelling the polymer but not of reacting with it. The doping may also be carried out in an inert liquid medium such as tetrahydrofuran, acetonitrile, etc. The dopes may be oxidizing molecules or accepting electrons or reducing molecules or giving up electrons Both types of dopes may be in the form of gas or vapors, pure liquids or
de solutions liquides De préférence, l'oxygène et l'humi- preferably liquid solutions of oxygen and
dité sont exclus pendant et après le processus de dopage are excluded during and after the doping process
du fait que les polymères conducteurs tendent à se dégra- conductive polymers tend to deteriorate
der, c'est-à-dire à perdre leur conductivité, lorsqu'ils der, that is to say to lose their conductivity, when
y sont exposés.are exposed to it.
Par exemple, le polymère peut être mis en contact avec des naphtalides alcalins ou des anthracénides alcalins For example, the polymer may be contacted with alkaline naphthalides or alkaline anthracenides
tels que le naphtalide de sodium, le naphtalide de potas- such as sodium naphthalide, potassium naphthalide
sium ou l'anthracénide de sodium en solution dans le tétra- sium or sodium anthracenide in solution in the tetra-
hydrofuranne La concentration du modificateur de conduc- hydrofuran The concentration of the
tivité peut aller d'environ 0,001 à environ 1 M et de pré- range from about 0.001 to about 1 M and
férence d'environ 0,01 à environ 0,5 M dans le THF ou dans un autre solvant convenable D'autres procédés de dopage sont enseignés dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique from about 0.01 to about 0.5 M in THF or other suitable solvent. Other doping methods are taught in US Pat.
No 4 204 216.No 4 204 216.
Les dopes accepteurs ou donneurs d'électrons 1 o oxydent ou réduisent le polymère et sont incorporés comme dopes ioniques compensateurs de charge L'incorporation des dopes au polymère peut être observée par un changement de couleur du polymère de même que par une amélioration de la conductivité Par exemple, un film de polymère vierge de couleur jaune, orangée ou brune prend une couleur verte, bleue ou noire à éclat métallique lors du dopage, et la The acceptor or electron donor dopes oxidize or reduce the polymer and are incorporated as charge compensating ionic dopes. The incorporation of the dopants into the polymer can be observed by a color change of the polymer as well as by an improvement of the conductivity. For example, a yellow, orange or brown virgin polymer film takes on a metallic green, blue or black color when doped, and the
conductivité mesurée crott de plusieurs ordres de grandeurs. measured conductivity increases by several orders of magnitude.
A titre de variante, les polymères peuvent prendre leurs formes conductrices par oxydation ou par réduction, au moyen de techniques électrochimiques Dans ce procédé, que l'on appelle dopage électrochimique dans le présent Alternatively, the polymers can take their conductive forms by oxidation or reduction, using electrochemical techniques in this process, which is referred to herein as electrochemical doping.
mémoire, le polymère est immergé dans une solution con- memory, the polymer is immersed in a solution
venable d'électrolyte et il forme l'une des électrodes d'une cellule électrochimique Par passage d'un courant électrique dans cette cellule, le polymère est réduit (ou oxydé, selon le sens de passage du courant) et des cations (ou anions) compensateurs de charge venant de l'électrolyte Suitable electrolyte and it forms one of the electrodes of an electrochemical cell By passing an electric current in this cell, the polymer is reduced (or oxidized, depending on the direction of flow of the current) and cations (or anions ) charge compensators from the electrolyte
de support, s'incorporent au polymère Ce dopage s'accom- of support, are incorporated into the polymer. This doping accom-
pagne également du changement de couleur caractéristique décrit ci-dessus Ainsi, le polymère peut être dopé par also the characteristic color change described above. Thus, the polymer can be doped with
voie électrochimique avec n'importe quel ion convenable- electrochemical pathway with any suitable ion-
ment chargé qui est présent dans la solution d'électrolyte. charged in the electrolyte solution.
Des solutions d'électrolytes sont formées d'un sel dissous dans un solvant Des solvants convenables comprennent Electrolyte solutions are formed of a salt dissolved in a solvent Suitable solvents include
l'acétonitrile, le tétrahydrofuranne, le 2-méthyltétra- acetonitrile, tetrahydrofuran, 2-methyltetrachloride,
hydrofuranne, le carbonate de propylène, le diméthylfor- hydrofuran, propylene carbonate, dimethylfor-
mamide, le diméthylsulfoxyde, etc D'autres électrolytes sont précisés dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique mamide, dimethylsulfoxide, etc. Other electrolytes are specified in the United States patent application
N 334 509 déposée le 28 décembre 1981 Des cations conve- N 334 509 filed on 28 December 1981 Cations
nables comprennent Li+, Na+, K+, (CH 3)4 N+, (C 2 H 5)4 N et (C 4 H 9)4 N+ Des anions convenables comprennent Cl, Br, Cl O 04, BF 4 et PF 6 Le degré de dopage peut être aisément réglé par l'ajustement de la quantité de charge électro- chimique injectée dans le polymère, soit par réglage de la grandeur du courant utilisé (charge galvanostatique), soit par réglage du potentiel de l'électrode en polymère Examples of suitable anions include Cl, Br, Cl O 04, BF 4 and degree of doping can be easily adjusted by adjusting the amount of electrochemical charge injected into the polymer, either by adjusting the magnitude of the current used (galvanostatic charge), or by adjusting the potential of the polymer electrode
par rapport à l'électrode de référence (charge potentio- relative to the reference electrode (potential charge
statique). Le procédé de dopage électrochimique décrit ci-dessus est tout à fait réversik'e Le polymère peut être "dédopé" et ramené à son état initial neutre non conducteur par simple passage d'un courant de signe opposé à celui qui est utilisé pour le processus de dopage Lorsque le dédopage est terminé, le polymère reprend sa couleur static). The electrochemical doping method described above is completely reversed. The polymer can be "dedoped" and returned to its neutral, non-conductive initial state by simply passing a current of opposite sign to that used for the process. Doping When the dedoping is complete, the polymer takes its color
d'origine Ainsi, par exemple, un polymère poly-2,2 '-(p- Thus, for example, a poly-2,2 '- (p)
phénylène)-6,6 '-bibenzoxazolique conducteur réduit peut être totalement réoxydé à sa forme neutre non conductrice et les cations compensateurs de charge incorporés au cours du processus de réduction électrochimique sont éliminés reduced phenylene) -6,6 '-bibenzoxazole can be completely reoxidized to its non-conductive neutral form and the charge compensating cations incorporated during the electrochemical reduction process are removed
de l'article pendant la réoxydation électrochimique. of the article during electrochemical reoxidation.
Après avoir décrit les procédés de production et les systèmes hétérocycliques polycondensés fondamentaux on:-décrit les exemples suivants qui illustrent l'invention After describing the production processes and the fundamental polycondensed heterocyclic systems, the following examples which illustrate the invention are described.
à titre non limitatif Des modifications qui seraient éviden- In a non-restrictive way, modifications which would be obvious
tes pour l'homme de l'art sont considérées comme entrant for those skilled in the art are considered as entering
dans le cadre de l'invention.in the context of the invention.
Exemple 1Example 1
Préparation du 2,5-polybenzoxazole Synthèse du monomère Préparation de l'acide 3-amino-4-hydroxybenzoique De l'acide 3-amino-4-hydroxybenzoique a été préparé conformément au mode opératoire décrit par Imai, Preparation of 2,5-polybenzoxazole Synthesis of the monomer Preparation of 3-amino-4-hydroxybenzoic acid 3-Amino-4-hydroxybenzoic acid was prepared according to the procedure described by Imai,
Uno et Iwakura dans Macromol Chem, 83, 179 ( 1965). Uno and Iwakura in Macromol Chem, 83, 179 (1965).
50 g ( 0,362 mole) d'acide p-hydroxybenzoique ont été ajoutés à 200 ml d'acide nitrique dilué à 1:6 avec de l'eau, dans un ballon à trois cols de 500 ml équipé d'un agitateur magnétique, d'un condenseur à reflux et d'une enveloppe chauffante Les corps réactionnels ont 50 g (0.362 moles) of p-hydroxybenzoic acid were added to 200 ml of nitric acid diluted 1: 6 with water in a 500 ml three-necked flask equipped with a magnetic stirrer. A reflux condenser and a heating jacket The reactants have
été agités à la température ambiante pendant une demi- stirred at room temperature for half a minute
heure et au reflux pendant 16 heures Le produit a été recueilli par filtration,lavé à l'eau et séché sous vide. Le rendement en acide 3-nitro4-hydroxybenzoique a été hour and at reflux for 16 hours The product was collected by filtration, washed with water and dried under vacuum. The yield of 3-nitro-4-hydroxybenzoic acid was
de 50,9 g, c'est-à-dire 77 % de la théorie. 50.9 g, that is to say 77% of the theory.
g ( 0,109 mole) d'acide 3-nitro-4-hydroxy- g (0.109 moles) of 3-nitro-4-hydroxy-acid
benzolque ont été mis en suspension dans 200 ml d'éthanol absolu dans une bouteille de Fisher-Porter résistant à la pression, équipée d'un agitateur magnétique 2,4 g de palladium à 5 % situé sur du carbone ont été ajoutés et la bouteille a été mise en communication avec un collecteur de gaz La bouteille de réaction a été purgée à l'azote et de l'hydrogène y a été introduit jusqu'à une pression benzolque were suspended in 200 ml of absolute ethanol in a Fisher-Porter pressure-resistant bottle, equipped with a magnetic stirrer 2.4 g of 5% palladium on carbon were added and the bottle was put in communication with a gas collector The reaction bottle was purged with nitrogen and hydrogen was introduced to a pressure
manométrique de 0,28 M Pa à partir d'un réservoir à hydro- 0.28 M Pa from a hydrogen storage tank.
gène de 350 ml La réaction d'hydrogénation a été conduite pendant 16,5 heures à la température ambiante, sous pression constante Le catalyseur a été enlevé par filtration sur 350 ml gene The hydrogenation reaction was conducted for 16.5 hours at room temperature, under constant pressure. The catalyst was removed by filtration on
"Celite" et le filtrat a été concentré à sec à l'évapora- "Celite" and the filtrate was concentrated to dryness with evaporation
teur rotat 4 f Le produit a été recristallisé dans 85 ml de H Cl 2 N chaud Le rendement a été de 17,5 g, soit 36 % rotat 4 The product was recrystallized from 85 ml of hot HCl 2 N The yield was 17.5 g, 36%
de la théorie.of the theory.
Analyse: C(%) H(%) N(%) Calculé pour C 7 H 803 N Cl 44,35 4,25 7,39 Trouvé: 44,50 4,18 7,46 Analysis: C (%) H (%) N (%) Calculated for C 7 H 803 N Cl 44.35 4.25 7.39 Found: 44.50 4.18 7.46
p.f 271-275 C (décomposition).mp 271-275C (decomposition).
Ensuite, le polymère a été préparé conformément Then the polymer was prepared according to
au mode opératoire de Imai, Uno et Iwakura (voir ci-dessus). in the mode of operation of Imai, Uno and Iwakura (see above).
'108,4 g d'acide polyphosphorique (Aldrich) ont été chargés dans un ballon à 3 cols de 250 ml équipé d'un agitateur mécanique, d'un condenseur à reflux et d'une arrivée d'azote Le ballon a été installé dans un bain 108.4 g of polyphosphoric acid (Aldrich) were charged into a 250 ml 3-neck flask equipped with a mechanical stirrer, a reflux condenser and a nitrogen inlet. The flask was installed in a bath
d'huile et chauffé à 200 C sous une atmosphère d'azote. of oil and heated at 200 ° C. under a nitrogen atmosphere.
On a ajouté lentement 2,9 g ( 0,015 mole) de chlorhydrate 2.9 g (0.015 mole) of hydrochloride was slowly added.
d'acide 3-amino-4-hydroxybenzoique La réaction de polymé- of 3-amino-4-hydroxybenzoic acid The polymer reaction
risation a été conduite à 200 C pendant 4 heures. was carried out at 200 ° C. for 4 hours.
La solution chaude de polymère a été versée dans l'eau, dans laquelle elle s'est coagulée en formant un fuseau fibreux Le polymère filtré a été neutralisé dans une solution à 5 % de Na HCO 3 pendant 15 heures et lavé correctement avec de l'eau et de l'éthanol Après séchage sous vide, on a recueilli 1,2 g ( 67 % de la The hot polymer solution was poured into water, where it coagulated to form a fibrous spindle. The filtered polymer was neutralized in 5% Na HCO 3 solution for 15 hours and washed well with water. After drying under vacuum, 1.2 g (67% of the
théorie de polymère.polymer theory.
-Analyse: C(%) H(%) N(%) Calculé pour (C 7 H 3 NO) 71,80 2,58 11,96 Trouvé: 68,28 2,63 11,41 Analysis: C (%) H (%) N (%) Calcd for (C 7 H 3 NO) 71.80 2.58 11.96 Found: 68.28 2.63 11.41
Exemple 2Example 2
Préparation du 2,6-polybenzothiazole Synthèse du monomère Préparation de 11 acide 3-mercapto-4-aminobenzoïque On a préparé ce monomère conformément au mode opératoire de Imai, Uno et Iwakura, Macromnol Chem, 83, Preparation of 2,6-polybenzothiazole Synthesis of monomer Preparation of 3-mercapto-4-aminobenzoic acid This monomer was prepared according to the procedure of Imai, Uno and Iwakura, Macromnol Chem, 83,
179 ( 1965).179 (1965).
56,0 g ( 0,408 mole) d'acide p-aminobenzolque et 120 g de thiocyanate d'ammonium dissous dans 670 ml d'acide acétique cristallisable dans un ballon à 3 cols 56.0 g (0.408 mol) of p-aminobenzoic acid and 120 g of ammonium thiocyanate dissolved in 670 ml of glacial acetic acid in a 3-necked flask
de 2 1,équipé d'un condenseur à reflux, d'un tube déssic- of 2 1, equipped with a reflux condenser, a desiccant tube
cateur, d'un agitateur magnétique et d'une ampoule à brome. a magnetic stirrer and a dropping funnel.
24 g de brome dans 234 ml d'acide acétique cristallisable ont été ajoutés goutte à goutte Au bout d'une demi-heure 24 g of bromine in 234 ml of glacial acetic acid was added dropwise after half an hour.
d'agitation à la température ambiante, le mélange réaction- stirring at room temperature, the reaction mixture
nel a été filtré Du bromhydrate de 2-amino-6-carboxy- nel was filtered from 2-amino-6-carboxylic acid hydrobromide
benzothiazole a cristallisé au repos Le produit a été recristallisé dans un mélange d'eau et de H Cl en donnant benzothiazole crystallized at rest The product was recrystallized from a mixture of water and HCl to give
21,6 g (rendement 23 %) de chlorhydrate de 2-amino-6- 21.6 g (23% yield) of 2-amino-6-hydrochloride
carboxybenzothiazole.carboxybenzothiazole.
g ( 0,087 mole) de 2-amino-6-carboxybenzo- g (0.087 mole) of 2-amino-6-carboxybenzoate
thiazole ont été dissous dans une solution chaude de g de KOH dans 100 ml d'eau La solution a été refroidie et neutralisée à p H 7 avec 85 ml de H Cl concentré, en refroidissant à la glace La solution neutralisée a été filtrée dans une solution de 20 g de Zn C 12 dans 50 ml d'eau 25 ml d'acide acétique ont été ajoutés et le produit a été recueilli par filtration Le produit brut a été recristallisé dans 300 ml de H Cl 1 N-H Cl concentré en Thiazole was dissolved in hot solution of KOH in 100 ml of water. The solution was cooled and neutralized at pH 7 with 85 ml of concentrated HCl, while cooling with ice. The neutralized solution was filtered solution of 20 g of Zn C 12 in 50 ml of water 25 ml of acetic acid were added and the product was collected by filtration The crude product was recrystallized from 300 ml of concentrated HCl 1 NHCl
donnant 13,5 g ( 76 %) de monomère cristallin. giving 13.5 g (76%) of crystalline monomer.
Analyse: C(%) H(%) N(%) Calculé 40,88 3,92 6,81 Trouvé: 40,99 3,73 6,83 Ensuite, le polymère a été préparé à partir du monomère ci-dessus conformément au procédé précité Analysis: C (%) H (%) N (%) Calculated 40.88 3.92 6.81 Found: 40.99 3.73 6.83 Next, the polymer was prepared from the above monomer according to to the aforementioned method
de Imai, Uno et Iwakura.from Imai, Uno and Iwakura.
2,9 g ( 0,014 mole) de chlorhydrate d'acide 3-mercapto-4-aminobenzolque ont été ajoutés à 107 g d'acide polyphosphorique (Aldrich) dans un ballon à 3 cols de 250 ml équipé d'un condenseur à reflux Le ballon a été immergé dans un bain d'huile à 180 C et la réaction a été poursuivie pendant une heure Le polymère a été coagulé dans l'eau, neutralisé dans une solution aqueuse à 5 % de Na HCO 3 et abondamment lavé et séché On a obtenu 2.9 g (0.014 mol) of 3-mercapto-4-aminobenzoic acid hydrochloride were added to 107 g of polyphosphoric acid (Aldrich) in a 250 ml 3-neck flask equipped with a reflux condenser. The flask was immersed in an oil bath at 180 ° C. and the reaction was continued for one hour. The polymer was coagulated in water, neutralized in a 5% aqueous solution of NaHCO 3 and thoroughly washed and dried. obtained
1,8 g ( 95 %) de polymère.1.8 g (95%) of polymer.
Analyse: C() H(%) N(%) S(%) Calculé: 63,14 2,27 10,52 24,07 Trouvé: 59,58 2,29 9,81 20,8 Analysis: C () H (%) N (%) S (%) Calculated: 63.14 2.27 10.52 24.07 Found: 59.58 2.29 9.81 20.8
Nsp = 0,145 ( 0,2 g/100 ml de H 2 SO 4 à 30 C). Nsp = 0.145 (0.2 g / 100 ml of H 2 SO 4 at 30 C).
Exemple 3Example 3
Poly-2,2 '-(p-phénylène)-6,6 '-bibenzoxazole Synthèse du monomère Préparation de la o-dihydroxybenzidine On a préparé la odihydroxybenzidine à partir de o-dianisidine conformément au procédé de Burkhardt et Woold, J Chem Soc, 1929, 15 50 g de dichlorhydrate de odianisidine ont été chauffés au reflux avec 475 ml de HI (à 47 %) sous atmosphère d'azote pendant 48 heures; l'excès de HI a été chassé par distillation au bain-marie Poly-2,2 '- (p-phenylene) -6,6' -bibenzoxazole Synthesis of monomer Preparation of o-dihydroxybenzidine Odihydroxybenzidine was prepared from o-dianisidine according to the method of Burkhardt and Woold, J Chem Soc , 1929, 50 g of odianisidine dihydrochloride was refluxed with 475 ml of HI (47%) under a nitrogen atmosphere for 48 hours; the excess of HI was distilled off in a water-bath
et une solution saturée d'acétate de sodium a été ajoutée. and a saturated solution of sodium acetate was added.
Le précipité blanc a été lavé à l'éthanol puis porté à l'ébullition avec 30 ml d'éthanol pour éliminer la matière de départ n'ayant pas réagi Le produit a été recueilli par filtration, lavé et séché Le rendement a été de % Le produit a été recristallisé deux fois dans un The white precipitate was washed with ethanol and then boiled with 30 ml of ethanol to remove the unreacted starting material. The product was collected by filtration, washed and dried. The product has been recrystallized twice in a
mélange d'eau et de H Cl.mixture of water and HCl.
Analyse: Calculé pour: C(%)Analysis: Calculated for: C (%)
H(%) N(%)H (%) N (%)
C 12 H 403 N 202 C 12 49,84 4,88 9,69 C 12 H 403 N 202 C 12 49.84 4.88 9.69
Trouvé: 49,80 4,80 9,55 Ensuite, le,'poiymère a été préparé à partir du monomère ci-dessus conformément au procédé de Imai, Found: 49.80 4.80 9.55 Next, the polymer was prepared from the above monomer according to the Imai method,
Taoku, Uno et Iwakura, Macromol Chem, 83, 167 ( 1965). Taoku, Uno and Iwakura, Macromol Chem, 83, 167 (1965).
54 g d'acide polyphosphorique (Aldrich) ont été chauffés à 200 C sous atmosphère d'azote dans un ballon à 3 cols de 250 ml équipé d'un agitateur mécanique, d'un condenseur à reflux et d'une arrivée d'azote On a ajouté lentement 2,7042 g ( 9,352 mmoles) de dichlorhydrate de odihydroxybenzidine pour empêcher la formation de mousse 54 g of polyphosphoric acid (Aldrich) were heated at 200 ° C. under a nitrogen atmosphere in a 250 ml 3-neck flask equipped with a mechanical stirrer, a reflux condenser and a nitrogen inlet. 2.4242 g (9.352 mmol) of dihydroxybenzidine dihydrochloride was added slowly to prevent foaming.
puis on a ajouté 1,5545 g ( 9,357 mmoles) d'acide téréphta- 1.5545 g (9.357 mmol) of terephthalic acid were then added.
lique sublimé On a poursuivi le chauffage à 200 C pendant 2 heures Le polymère a été coagulé dans l'eau en formant un fuseau fibreux Le polymère a été filtré et neutralisé dans une solution à 5 % de Na HCO 3 pendant 16 heures, lavé The sublimation was continued at 200 ° C for 2 hours. The polymer was coagulated in water to form a fibrous spindle. The polymer was filtered and neutralized in 5% Na HCO 3 solution for 16 hours, washed.
à l'eau et séché Le rendement en polymère a été quantitatif. The polymer yield was quantitative.
Analyse: C(%) H(%) N(%) Calculé pour: (C 20 H 1002 N 2)n 77,41 3,25 9,03 Trouvé: 67,87 3,07 7,91 Analysis: C (%) H (%) N (%) Calculated for: (C 20 H 1002 N 2) n 77.41 3.25 9.03 Found: 67.87 3.07 7.91
Nsp = 0,150 ( 0,2 g/100 ml, H 2 SO 4), 30 C. Nsp = 0.150 (0.2 g / 100 ml, H 2 SO 4), 30 C.
Exemple 4Example 4
Préparation de films et de fils On a préparé une solution à 4,4 % (en poids) de poly-2,2 '-(p-phénylène)-6,6 '-bibenzoxazole (exemple 3) dans l'acide polyphosphorique en dissolvant 1,32 g de polymère dans 28,55 g d'acide polyphosphorique à i 500 C sous atmosphère d'azote Des films autoporteurs ont été coulés à partir de cette solution et coagulés dans l'eau Preparation of Films and Yarns A 4.4% (by weight) solution of poly-2,2 '- (p-phenylene) -6,6' -bibenzoxazole (Example 3) in polyphosphoric acid was prepared by dissolving 1.32 g of polymer in 28.55 g of polyphosphoric acid at 1500 ° C. under a nitrogen atmosphere Self-supporting films were cast from this solution and coagulated in water
ou dans une solution à 10 % de triéthylamine dans l'éthanol. De même, des fils de platine destines à des études électro- or in a 10% solution of triethylamine in ethanol. Similarly, platinum wires for electro-
chimiques ont été revêtus de la solution de polymère et chemicals were coated with the polymer solution and
les revêtements ont été coagulés dans les bains ci-dessus. the coatings were coagulated in the baths above.
Après la coagulation dans l'eau, les films ont été neu- After coagulation in water, the films were neu-
tralisés dans une solution à 5 % de Na HCO 3 Après la neutralisation, les films ont été lavés correctement et in 5% Na HCO 3 solution. After neutralization, the films were washed well and
séchés sous vide à 70 'C.dried under vacuum at 70 ° C.
Exemple 5Example 5
Dopage chimique du 2,6-polybenzothiazole Un film brun transparent du polymère de l'exemple 2 a été placé dans un récipient, dans une enceinte anhydre renfermant une atmosphère sèche d'argon Au bout de 30 minutes, on a versé dans le récipient une solution de naphtalide sodique 0,1 M dans le diméthoxyéthane Le film a réagi immédiatement en prenant une couleur noirâtre foncée Le film dopé a été soumis à une mesure classique de conductivité en 4 points sur un échantillon La méthode d*'essai en 4 points est décrite dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 370 231 déposée le 22 avril 1982 La conductivité mesurée du polymère a été de 0,04 ohm cm 1 Par exposition à l'air, la couleur foncée a disparu instantanément et le polymère a repris sa couleur initiale Le spectre infrarouge a été le même pour le film non dopé initial et le film dopé exposé à l'air Le Chemical doping of 2,6-polybenzothiazole A transparent brown film of the polymer of Example 2 was placed in a vessel in an anhydrous chamber containing a dry atmosphere of argon. After 30 minutes, the vessel was poured into the vessel. 0.1 M sodium naphthalide solution in dimethoxyethane The film reacted immediately with a darkish black color. The doped film was subjected to a standard 4-point conductivity measurement on a sample. The 4-point test method was described in U.S. Patent Application Serial No. 370,231 filed April 22, 1982 The measured conductivity of the polymer was 0.04 ohm cm.sup.-1. When exposed to air, the dark color disappeared instantly and the polymer has returned to its original color The infrared spectrum has been the same for the initial undoped film and the doped film exposed to air
* spectre infrarouge du film foncé dopé au naphtalide sodi-* infrared spectrum of dark film doped with sodium naphthalide
que a été opaque, sans transmission entre 4000 et 200 cm 1, ce qui indique un comportement métallique Cet essai montre que les films de polymère dopé sont, de façon sur that was opaque, without transmission between 4000 and 200 cm 1, which indicates a metallic behavior This test shows that the doped polymer films are, so on
prenante, de bons conducteurs de l'électricité. stakeholder, good conductors of electricity.
Exemple 6Example 6
Dopage électrochimique de l'exemple 3 Un fil de platine de 12,7 cm a été revêtu d'un mince film du polymère de l'exemple 3 par immersion du Electrochemical Doping of Example 3 A 12.7 cm platinum wire was coated with a thin film of the polymer of Example 3 by immersion of
fil dans une solution à 5 % du polymère dans l'acide poly- in a 5% solution of the polymer in the polybasic acid.
phosphorique Le fil revêtu du film a été coagulé dans l'eau, neutralisé dans une solution à 5 % de bicarbonate de sodium, lavé à l'eau et séché à l'étuve à vide à 60 C. Le fil revêtu du polymère a été connecté à un Appareil de Recherche Appliquée E G and G Princeton comprenant un programmeur universel et un dispositif Phosphoric The film coated wire was coagulated in water, neutralized in 5% sodium bicarbonate solution, washed with water and dried in a vacuum oven at 60 C. The polymer coated wire was connected to an Applied EG and G Princeton Appliance including a universal programmer and a device
potentiostatique/galvanostatique, avec un enregistreur. potentiostatic / galvanostatic, with a recorder.
L'extrémité du fil revêtue de polymère a ensuite été immergée dans une solution 0,1 M de tétrafluoroborate de tétraéthylammonium dans l'acétonitrile Un balayage de potentiel linéaire variant de O à -2,5 V par rapport à l'électrode de référence au calomel a été appliqué au fil revêtu de polymère Un courant cathodique a commencé à passer lorsque le potentiel a atteint -1,7 V, et deux pics de courant cathodique ont été observés à -2,0 V et -2,4 V Cela indique l'absorption séquentielle The end of the polymer-coated yarn was then immersed in a 0.1M solution of tetraethylammonium tetrafluoroborate in acetonitrile. A linear potential sweep ranged from 0 to -2.5 V relative to the reference electrode. calomel was applied to the polymer coated wire A cathode current began to flow when the potential reached -1.7 V, and two peaks of cathodic current were observed at -2.0 V and -2.4 V This indicates sequential absorption
de-deux électrons par les motifs polymériques répétés. of two electrons by repeated polymeric units.
A ce stade, le polymère est chargé négativement et contient des cations tétraéthylammonium comme dopes compensateurs de charge En fait, le polymère a été rendu électroactif par l'application d'un potentiel d'environ -2 V en présence d'une solution d'électrolyte capable de fournir des ions du dope compensateur de charge En inversant le sens du balayage de potentiel, on a observé deux picss de courant anodique pratiquement aux mêmes tensions Cela est l'indice At this stage, the polymer is negatively charged and contains tetraethylammonium cations as charge compensating dopes. In fact, the polymer has been rendered electroactive by the application of a potential of about -2 V in the presence of a solution of electrolyte capable of supplying ions of the charge compensating dope By reversing the direction of the potential sweep, two anodic current peaks have been observed at substantially the same voltages This is the index
de l'élimination réversible des deux électrons préalable- reversible elimination of the two electrons previously
ment injectés dans le polymère Ce mode opératoire ramène injected into the polymer This procedure brings
le polymère à son état initial non dopé, non chargé. the polymer in its undoped, uncharged state.
Exemple 7Example 7
Dopage électrochimique de films autoporteurs de l'exemple 4 Un disque de 12,7 mm de diamètre de film du polymère de l'exemple 4 d'une épaisseur de 25,4 pm a été Electrochemical doping of self-supporting films of Example 4 A 12.7 mm diameter disk of film of the polymer of Example 4 with a thickness of 25.4 μm was
plongé dans une solution électrolytique de tétrafluoro- dipped in an electrolytic solution of tetrafluoro
borate de tétraéthylammonium 0,1 M et maintenu serré contre une électrode plate revêtue d-'or avec une fine toile de "Nylon" Cette électrode a été reliée au même appareil que celui de l'exemple 6 A mesure que le potentiel de l'électrode revêtue d'or au contact du polymère atteignait 0.1M tetraethylammonium borate and held tight against a gold-plated flat electrode with a thin "nylon" cloth. This electrode was connected to the same apparatus as that of Example 6 As the potential of the electrode coated with gold in contact with the polymer reached
la valeur négative de -1,7 volt, le film de polymère trans- the negative value of -1.7 volts, the polymer film trans-
parent initialement brun pale devenait foncé et opaque. parent initially pale brown became dark and opaque.
Après maintien du potentiel de l'électrode à -2,2 volts par rapport à l'électrode de référence au calomel pendant environ 5 minutes, le film a été retiré de la cellule électrochimique, rincé à l'acétonitrile pour éliminer la solution d'électrolyte en excès et on l'a laissé sécher en atmosphère d'argon La mesure de conductivité sur un échantillon en 4 points du film électrochimiquement dopé résultant révèle une conductivité de 0,05 ohm 1 cm 1 En fait, le film de polymère a été dopé jusqu'à un état conducteur par l'application d'un potentiel de -2,2 volts en présence d'une solution d'électrolyte Cela correspond à une réduction du polymère à un état conducteur du type n. After maintaining the potential of the electrode at -2.2 volts relative to the calomel reference electrode for about 5 minutes, the film was removed from the electrochemical cell, rinsed with acetonitrile to remove the solution of excess electrolyte and allowed to dry in an argon atmosphere Conductivity measurement on a 4-point sample of the resulting electrochemically doped film reveals a conductivity of 0.05 ohm 1 cm 1 In fact, the polymer film was doped to a conductive state by applying a potential of -2.2 volts in the presence of an electrolyte solution. This corresponds to a reduction of the polymer to an n-type conductive state.
Exemple 8Example 8
Dopage électrochimique d'un 2,6-polybenzothiazole Un fil de platine a été revêtu d'un mince film de 2,6-polybenzothiazole (exemple 2) en utilisant le mode opératoire décrit dans l'exemple 6 Le fil a été immergé dans une solution de perchlorate de lithium 1,5 M dans le tétrahydrofuranne et relié à l'appareil électrochimique décrit dans l'exemple 6 Un potentiel variant entre O et -3,0 volts'par rapport à l'électrode de référence au calomel a été appliqué au fil revêtu de polymère Lors du balayage du potentieliau-dessous de -1,5 volt, on a observé un courant cathodique qui a atteint un maximum entre -1,9 et -2,1 volts Lorsque le balayage detipotentiel a été inversé, on a observé un pic de courant anodique Electrochemical doping of a 2,6-polybenzothiazole A platinum wire was coated with a thin film of 2,6-polybenzothiazole (Example 2) using the procedure described in Example 6 The wire was immersed in a solution of 1.5 M lithium perchlorate in tetrahydrofuran and connected to the electrochemical apparatus described in Example 6 A potential varying between 0 and -3.0 volts' relative to the calomel reference electrode was applied With the polymer-coated wire When scanning the potential below -1.5 volts, a cathode current was observed which reached a maximum between -1.9 and -2.1 volts. When the differential scanning was reversed, observed an anodic current peak
à -1,7 volt.at -1.7 volts.
Ce comportement indique une résistance initiale au passage du courant suivie d'une absorption rapide This behavior indicates initial resistance to current flow followed by rapid absorption
d'électrons, de laquelle il résulte un polymère électro- electrons, from which an electro-
actif chargé contenant des ions lithium comme dopes coepen- charged active containing lithium ions as dopes coepen-
sateurs de charge En effet, le polymère a été rendu électroactif par l'application d'un potentiel d'environ -2 volts en présence d'une solution d'électrolyte capable In fact, the polymer was rendered electroactive by the application of a potential of about -2 volts in the presence of an electrolyte solution capable of
d'apporter un dope compensateur de charge. to bring a charge compensating dope.
Lors du balayage de potentiel du fil revêtu de polymère dans le sens positif, on a observé un courant anodique positif de + 1,2 volt, atteignant un maximum à environ + 1,4 volt par rapport à l'électrode de référence au calomel Cela indique que le polymère a été oxydé en In the potential scan of the polymer-coated wire in the positive direction, a positive anode current of + 1.2 volts was observed, reaching a maximum of about + 1.4 volts with respect to the calomel reference electrode. indicates that the polymer has been oxidized
prenant une forme cationique contenant des ions complé- taking a cationic form containing ions
mentaires BF 4 provenant de la solution d'électrolyte. BF 4 from the electrolyte solution.
Lorsque le balayage de potentiel a été inversé, on a observé un pic de courant cathodique à la même tension, indiquant que le polymère avait été ramené par réduction When the potential sweep was reversed, a peak of cathodic current was observed at the same voltage, indicating that the polymer had been reduced by reduction.
E 531967E 531967
à sa forme neutre initiale En effet, le polymère a été to its initial neutral form Indeed, the polymer has been
rendu électroactif par application d'un potentiel d'en- rendered electroactive by applying a potential of
viron + 1,5 volt par rapport à l'électrode de référence au calomel en présence d'une solution d'électrolyte capable d'apporter des ions dopants compensateurs de charge. Viron + 1.5 volts relative to the calomel reference electrode in the presence of an electrolyte solution capable of providing charge-compensating doping ions.
Exemple 9Example 9
Préparation du poly 2,2 '-(m-phénylène)-6,6 '-bibenzoxazole Le polymère a été préparé selon une version modifiée du procédé d'Imai, Taoka, Uno et Iwakura, Preparation of poly 2,2 '- (m-phenylene) -6,6' -bibenzoxazole The polymer was prepared according to a modified version of the process of Imai, Taoka, Uno and Iwakura,
Macromol Chemistry, 83, 167 ( 1965). Macromol Chemistry, 83, 167 (1965).
On a chargé 2,0825 g ( 7,202 mmoles) de dichlorhy- 2.0825 g (7.202 mmol) of dichlorhydrin were charged with
drate de r-dihydroxybenzidine et 50 g d'acide polyphos- r-dihydroxybenzidine drate and 50 g of polyphosphoric acid
phorique (Aldrich) dans un ballon à 3 cols de 250 ml équipé d'un agitateur mécanique, d'un condenseur à reflux phloric acid (Aldrich) in a 250 ml 3-neck flask equipped with a mechanical stirrer, a reflux condenser
et d'une entrée d'azote La solution a été agitée à la tempé- and a nitrogen inlet The solution was stirred at room temperature
rature ambiante pendant 6 heures et à 60 C pendant environ 16 heures Ensuite, la température a été élevée à 110 C et 1,1969 g ( 7,205 mmoles) d'acide isophtalique et 30 g d'acide polyphosphorique ont été ajoutés La température de polymérisation a été élevée lentement à 165 C en une période de 5 heures La réaction a été poursuivie à 165 C pendant 12 heures, suivie d'une période de 12 heures à 195 C La solution chaude de polymère a été versée dans 2 litres d'eau sous agitation rapide Le polymère coagulé a formé un fuseau fibreux qui s'est désagrégé en une poudre lorsqu'on a poursuivi l'agitation Le polymère a été filtré et neutralisé pendant environ 16 heures dans une solution à 5 % de bicarbonate de sodium Après la neutralisation, le polymère a été lavé à l'eau et extrait at room temperature for 6 hours and at 60 ° C. for about 16 hours. Then, the temperature was raised to 110 ° C. and 1.1969 g (7.205 mmol) of isophthalic acid and 30 g of polyphosphoric acid were added. The polymerization temperature The reaction was continued at 165 ° C. for 12 hours, followed by a period of 12 hours at 195 ° C. The hot solution of polymer was poured into 2 liters of water. The coagulated polymer formed a fibrous spindle which disintegrated into a powder when stirring was continued. The polymer was filtered and neutralized for about 16 hours in a 5% sodium bicarbonate solution. neutralization, the polymer was washed with water and extracted
en continu avec du méthanol pendant environ 16 heures. continuously with methanol for about 16 hours.
Après séchage sous vide, on a recueilli 2,04 g (rendement After drying under vacuum, 2.04 g (yield
91,5 %) de polymère de couleur brune. 91.5%) of brown colored polymer.
Analyse: C(%) H(%) N(%) Calculé pour (C H O N)n 77,41 3,25 9,03 Trouvé: 20 O 2 2 74,01 3,34 8,74 253 i 967 Analysis: C (%) H (%) N (%) Calculated for (C H O N) n 77.41 3.25 9.03 Found: 20 O 2 2 74.01 3.34 8.74 253 i 967
Exemple 10Example 10
Préparation de films et de fils Des films autoporteurs du polymère de l'exemple 9 ont été coulés à partir d'une solution à 5 % du polymère dans l'acide méthanesulfonique, à la température ambiante. Les films ont été coulés sur des plaques de verre qui ont été plongées dans une solution à 10 % de triéthylamine dans l'éthanol en vue de la coagulation Les films neutralisés ont été séparés des plaques de verre et lavés jusqu'à épuisement dans l'éthanol Les films ont été séchés sous vide à 700 C Des fils revêtus de platine, destinés à des Preparation of Films and Yarn Self-supporting films of the polymer of Example 9 were cast from a 5% solution of the polymer in methanesulfonic acid at room temperature. The films were cast on glass plates which were immersed in a 10% solution of triethylamine in ethanol for coagulation. The neutralized films were separated from the glass plates and washed until exhaustion was achieved. The films were dried under vacuum at 700 ° C platinum coated yarns for
études électrochimiques, ont été préparés de la même façon. electrochemical studies, were prepared in the same way.
Exemple 11Example 11
Dopage électrochimique Le fil revêtu de polymère de l'exemple 10 a été relié à un Appareil de Recherche Appliquée E G and G Princeton comprenant un programmeur universel et un Electrochemical Doping The polymer coated wire of Example 10 was connected to an Applied Research Apparatus E G and G Princeton comprising a universal programmer and a
dispositif potentiostatique/galvanostatique avec enregis- potentiostatic / galvanostatic device with
treur L'extrémité revêtue de polymère du fil métallique The polymer-coated end of the wire
a ensuite été plongée dans une solution 0,1 M de tétra- was then immersed in a 0.1M solution of tetra-
fluoroborate de tétraéthylammonium dans l'acétonitrile. tetraethylammonium fluoroborate in acetonitrile.
Un balayage de potentiel linéaire, variant de O à 1,8 V par rapport à l'électrode de référence au calomel, a été appliqué au fil revêtu de polymère Un courant anodique a commencé à passer lorsque le potentiel a atteint + 1,2 V et un maximum de courant anodique a été observé à + 1,5 V. A ce stade, le polymère est chargé positivement et contient des anions tétrafluoroborate comme dopes compensateurs A linear potential sweep, ranging from 0 to 1.8 V relative to the calomel reference electrode, was applied to the polymer coated wire. Anode current began to flow when the potential reached + 1.2 V and a maximum of anodic current was observed at + 1.5 V. At this stage, the polymer is positively charged and contains tetrafluoroborate anions as compensating dopes
de charge En effet, le polymère a été rendu électro- In fact, the polymer was made electro-
actif par l'application d'un potentiel d'environ 1,5 volt en présence d'une solution d'électrolyte capable d'apporter active by the application of a potential of about 1.5 volts in the presence of an electrolyte solution capable of providing
des ions dopants compensateurs de charge Lors de l'inver- charge-compensating doping ions In the inversion
sion du sens du balayage du potentiel, on a observé un pic-cathodique à peu prè S à la même tension Cela a indiqué In the direction of the potential sweep, a cathode peak approximately at the same voltage was observed.
l'injection d'un électron préalablement arraché au polymère. injection of an electron previously torn from the polymer.
Ce mode opératoire ramène le polymère à son état initial This procedure brings the polymer back to its original state
non dopé et non chargé.undoped and unfilled.
Exemple 12Example 12
Préparation du 3,3 '-poly-2,2 '-(p-phénylène) Synthèse du diamino-4,4 'dihydroxybiphényle monomère ml d'acide nitrique à 70 % ont été ajoutés goutte à goutte, au moyen d'une ampoule à brome, à une solution de 60 g ( 0,322 mole) de p,p,'-biphénol dans 1 litre d'acide acétique dans un ballon à 3 cols de 2 1 équipé d'un agitateur mécanique et d'un condenseur à reflux à tube dessiccateur Le ballon réactionnel a été refroidi à la glace Lorsque l'addition a été terminée, on a laissé le mélange réactionnel se réchauffer à la température ambiante Le produit jaune a été filtré, lavé à l'acide acétique et à l'eau et séché sous vide à 70 C en donnant 67,1 g (rendement 85,3 %) de produit brut Le 3,3 '-dinitro-4,4 '-dihydroxybiphênrle a été recristallisé Preparation of 3,3 '-poly-2,2' - (p-phenylene) Synthesis of diamino-4,4'-dihydroxybiphenyl monomer ml of 70% nitric acid was added dropwise, using a light bulb to bromine, to a solution of 60 g (0.322 mol) of p, p, '' - biphenol in 1 liter of acetic acid in a 2-necked 3-neck flask equipped with a mechanical stirrer and a reflux condenser The reaction flask was ice-cooled. When the addition was complete, the reaction mixture was allowed to warm to room temperature. The yellow product was filtered, washed with acetic acid and water. and dried under vacuum at 70 ° C., giving 67.1 g (85.3% yield) of crude product. The 3,3'-dinitro-4,4'-dihydroxybiphenyl was recrystallized.
dans l'acide acétique.in acetic acid.
6,8 g ( 0,028 mole) de 3,3 '-dinitro-4,4 '- 6.8 g (0.028 mole) of 3,3'-4,4'-dinitropheniline
dihydroxybiphényle ont été hydrogénés sur 1 g de palladium à 5 % fixé sur du carbone dans l'acide acétique sous dihydroxybiphenyl were hydrogenated on 1 g of 5% palladium on carbon in acetic acid under
pression manométrique d'hydrogène de 0,35 M Pa L'hydrogé- hydrogen pressure of 0.35 M Pa
nation a été conduite pendant 2,1 heures à la température ambiante Le 3,3 '-diamino-4,4 '-dihydroxybiphényle a été nation was conducted for 2.1 hours at room temperature 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxybiphenyl was
isolé en un rendement dé 54 % sous la forme du dichlorhy- isolated in a yield of 54% in the form of dichlorhydrin
drate. Analyse: (%) H(%) N(%) Calculé pour C 12 H 14 N 202 c 2 49,84 4,88 9,69 Trouvé: 48,84 4,97 9,28 drate. Analysis: (%) H (%) N (%) Calculated for C 12 H 14 N 202 c 2 49.84 4.88 9.69 Found: 48.84 4.97 9.28
Ensuite, le polymère a été préparé conformé- Then, the polymer was prepared according to
ment au mode opératoire de l'exemple 9 en utilisant 2,055 g in the procedure of Example 9 using 2.055 g.
( 7,107 mmoles) de dichlorhydrate de 3,3 '-diamino-4,4 '- (7.107 mmol) 3,3'-diamino-4,4'-dihydrochloride
dihydroxybiphényle, 1,1866 g ( 7,143 mmoles) d'acide téréphtalique et 80 g d'acide polyphosphorique Le polymère a été isolé sous la'forme d'une poudre de couleur brun verdâtre. Analyse: C(%) H(%) N(%) Calculé pour (C 20 H 1002 N 2)n 77,41 3,25 9,03 Trouve 72,89 3 23 8,19 j - Le polymère avait la formule: dihydroxybiphenyl, 1.1866 g (7.143 mmol) of terephthalic acid and 80 g of polyphosphoric acid. The polymer was isolated as a greenish brown powder. Analysis: C (%) H (%) N (%) Calculated for (C 20 H 1002 N 2) n 77.41 3.25 9.03 Found 72.89 3 23 8.19 j - The polymer had the formula :
33
Exemple 13Example 13
Dopage électrochimique de films autoporteurs de l'exemple 4 Un film de polymère de l'exemple 4 a été maintenu sans serrer contre-une électrode plate en platine dans la même solution d'électrolyte que dans l'exemple 4 Après avoir maintenu le potentiel de l'électrode à + 1,7 V par rapport à l'électrode de référence au calomel pendant 12 minutes le polymère a été retiré de la cellule électrochimique, rincé à l'acétonitrile, puis on l'a laissé sécher Une Electrochemical doping of self-supporting films of Example 4 A polymer film of Example 4 was held without tightening against a platinum flat electrode in the same electrolyte solution as in Example 4 After maintaining the potential of the electrode at + 1.7V relative to the calomel reference electrode for 12 minutes the polymer was removed from the electrochemical cell, rinsed with acetonitrile, and then allowed to dry.
mesure de conductivité en quatre points du film électro- four-point conductivity measurement of the electro-
chimiquement dopé résultant a donné une conductivité de 2,3 x 10-2 ohm-1 cm 1 En effet, le film de polymère a été dopé jusqu'à un état conducteur par application d'un potentiel de + 1,7 volt en présence d'une solution d'électrolyte Cela correspond à une oxydation du polymère à un état conducteur du type p. resulting chemically doped gave a conductivity of 2.3 x 10-2 ohm-1 cm 1 Indeed, the polymer film was doped to a conductive state by application of a potential of + 1.7 volts in the presence This corresponds to an oxidation of the polymer to a p-type conductive state.
Exemple 14Example 14
Dopage électrochimique du poly-2,2 '-(m-phénylène)-6,6 '- Electrochemical doping of poly-2,2 '- (m-phenylene) -6,6' -
bibenzoxazole Un disque de 12,7 mm de diamètre d'un film du polymère de l'exemple 10 d'une épaisseur de 25,4 Nm bibenzoxazole A 12.7 mm diameter disk of a film of the polymer of Example 10 with a thickness of 25.4 Nm
a été immergé dans une solution électrolytique de tétra- was immersed in an electrolytic solution of tetra-
fluoroborate de tétraéthylammonium 0,1 M dans l':acétonitrile et maintenu serré contre une électrode plate en platine à l'aide d'une fine toile de "Nylon" Cette électrode a été reliée au même appareil que celui qui est décrit dans l'exemple 6 Le potentiel de l'électrode de platine au contact du polymère a été porté à + 2 V par rapport à l'électrode de référence au calomel et maintenu à cette Valeur pendant 8 minutes Ensuite, le film a été retiré de la cellule électrochimique, rincé à l'acétonitrile pour éliminer tout excès de solution d'électrolyte et on l'a laissé sécher dans une atmosphère d'argon Une 0.1 M tetraethylammonium fluoroborate in acetonitrile and held tight against a flat platinum electrode with a thin "nylon" cloth This electrode was connected to the same apparatus as that described in FIG. Example 6 The potential of the platinum electrode in contact with the polymer was raised to +2 V relative to the calomel reference electrode and maintained at this value for 8 minutes. Then, the film was removed from the electrochemical cell , rinsed with acetonitrile to remove any excess electrolyte solution and allowed to dry in an argon atmosphere.
mesure-de conductivité en quatre points du film électro- four-point conductivity measurement of the electro-
chimiquement non dop résultant a révélé une conductivité de 2 102 ohm 1 cm 1 En effet, le film de polymère a été dopé jusqu'à un état conducteur par l'application d'un resultant chemically non-dop revealed a conductivity of 2 102 ohm 1 cm 1 Indeed, the polymer film was doped to a conductive state by the application of a
potentiel de + 2 V en présence d'une solution d'électro- potential of + 2 V in the presence of an electro-
lyte Cela correspond à l'oxydation du polymère jusqu'à un état conducteur du type p. This corresponds to the oxidation of the polymer to a conductive state of the p type.
Exemple 15Example 15
Préparation du poly-2,2 '-(p-phénylène)-6,6 '-bibenzothiazole Synthèse du monomère On a préparé de la r-dimercaptobenzidine par le mode opératoire décrit dans Houben-Weyl, Methoden der Preparation of poly-2,2 '- (p-phenylene) -6,6' -bibenzothiazole Synthesis of the monomer R-Dimercaptobenzidine was prepared by the procedure described in Houben-Weyl, Methoden der.
Organischen Chemie E Miller Ed, IX, 39 ( 1955). Organischen Chemie E. Miller Ed, IX, 39 (1955).
g ( 0,271 mole) de benzidine (Fluca) ont été dissous dans 670 ml d'acide acétique dans un ballon à 3 cols de 2 1 équipé d'un agitateur mécanique et d'un condenseur à reflux 165 g ( 2,1 moles) de NH 4 SCN ont été ajoutés en formant un précipité volumineux On a ajouté g (0.271 moles) of benzidine (Fluca) was dissolved in 670 ml of acetic acid in a 2-neck 3-neck flask equipped with a mechanical stirrer and reflux condenser 165 g (2.1 moles) NH 4 SCN were added forming a large precipitate.
goutte à goutte 32,4 ml de Br 2 dans 250 ml d'acide acé- dropwise 32.4 ml of Br 2 in 250 ml of acetic acid.
tique au mélange réactionnel sous agitation. to the reaction mixture with stirring.
L'agitation a été poursuivie à Ia température ambiante pendant environ 16 heures Le précipité jaune a ensuite été séparé par filtration et lavé à l'acide acétique Le 2,2 '-diamino-6,6 '-bibenzothiazo Ie a été recristallisé dans 10 1 d'eau additionnée de 34 ml de Stirring was continued at room temperature for about 16 hours. The yellow precipitate was then filtered off and washed with acetic acid. The 2,2'-diamino-6,6'-bibenzothiazole I was recrystallized from 0.degree. 1 water with 34 ml of
HC 1, par acidification à l'acide chlorhydrique concentré. HC 1, by acidification with concentrated hydrochloric acid.
Du 2,2 '-diamino-6,6 '-bibenzoxazole a été ajouté à une solution de 54 g de KOH dans 372 ml d'eau et chauffé au reflux sous atmosphère d'azote pendant 3 heures La substance solide qui s'est séparée pendant le refroidissement a été isolée par filtration sous atmosphère d'azote et recristallisée dans un mélange de H Cl et d'eau à 1:2 On a recueilli 44,6 g (-51 %) de 2,2'-diamino-6,6 '-bibenzoxazole was added to a solution of 54 g of KOH in 372 ml of water and refluxed under nitrogen for 3 hours. during cooling was isolated by filtration under nitrogen and recrystallized from a mixture of HCl and water 1: 2. 44.6 g (-51%) of
dichlorhydrate de r-dimercaptobenzidine. r-dimercaptobenzidine dihydrochloride.
Analyse: C(%) H(%) N(%) S(%) Calculé pour C 12 H 4 N 252 C 12 44,86 4,39 8,72 19,96 Trouvé: 45,43 4,33 8,80 20,00 Synthèse du polymère 2,4721 g ( 7,6943 mmoles) de dichlorhydrate de r-dimercaptobenzidine et 1,5631 g ( 7, 6992 mmoles) de chlorure de téréphtaloyle (Aldrich, recristallisé) dans 44 g d'acide polyphosphorique (Aldrich, 85 %) ont été agités mécaniquement et chauffés sous atmosphère d'azote comme suit: 60 C pendant environ 16 heures, chauffage à 165 C en 5 heures, 165 C pendant 12 heures et 195 C pendant 12 heures Le mélange en cours de polymérisation Analysis: C (%) H (%) N (%) S (%) Calculated for C 12 H 4 N 252 C 12 44.86 4.39 8.72 19.96 Found: 45.43 4.33 8, 80 20.00 Synthesis of the polymer 2.4721 g (7.6943 mmol) of r-dimercaptobenzidine dihydrochloride and 1.5631 g (7.6992 mmol) of terephthaloyl chloride (Aldrich, recrystallized) in 44 g of polyphosphoric acid (Aldrich, 85%) were mechanically stirred and heated under nitrogen as follows: 60 C for about 16 hours, 165 C in 5 hours, 165 C for 12 hours and 195 C for 12 hours Mixing in progress of polymerization
a pris une couleur brun foncé et est devenu très visqueux. took a dark brown color and became very viscous.
Il a été dilué avec 60 g de PPA puis versé dans 1 litre d'eau Le polymère coagulé a été broyé dans un mélangeur, neutralisé dans une solution à 5 % de Na HCO 3 et lavé à l'eau Ensuite, il a été transféré dans un extracteur de Soxhlet dans lequel il a été extrait au méthanol pendant environ 16 heures Après séchage sous vide à 70 C, on It was diluted with 60 g of PPA and then poured into 1 liter of water. The coagulated polymer was ground in a mixer, neutralized in a 5% solution of Na HCO 3 and washed with water. Next, it was transferred. in a Soxhlet extractor in which it was extracted with methanol for about 16 hours After drying under vacuum at 70 ° C.,
a recueilli 2,53 g ( 90 %) de poly-2,2 '-(p-phénylène)-6,6 '- collected 2.53 g (90%) of poly-2,2 '- (p-phenylene) -6,6' -
bibenzothiazole. Analyse: C(%) H(%) N(%) S(%) Calculé pour: C 20 H 10 H 25270,15 2,94 8,18 18,73 Trouvé: 69,27 2,95 8,25 18,40 bibenzothiazole. Analysis: C (%) H (%) N (%) S (%) Calculated for: C 20 H 10 H 25270,15 2.94 8.18 18.73 Found: 69.27 2.95 8.25 18 40
Exemple 16Example 16
Dopage chimique du poly-2,2 '-(p-phénylène)-6,6 '-bibenzo- Chemical doping of poly-2,2 '- (p-phenylene) -6,6' -bibenzo
thiazole -thiazole -
Un film brun transparent du polymère de l'exem- A transparent brown film of the polymer of the example
ple 15 a été placé dans un récipient dans une enceinte anhydre sous atmosphère d'argon sec Au bout de 30-minutes 15 was placed in a container in an anhydrous chamber under a dry argon atmosphere after 30 minutes.
une solution de naphtalide sodique 0,1 M dans le diméthoxy- a 0.1 M solution of sodium naphthalide in dimethoxy
éthane a été versée dans le récipient Le film a réagi immédiatement en prenant une couleur bleu métallique Le ethane was poured into the container The film reacted immediately by taking a metallic blue color
film dopé a été soumis à une mesure classique de conducti- doped film was subjected to a conventional measurement of
vité sur un échantillon en quatre points La méthode sur échantillon en quatre points est décrite dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique N 370 231 déposée le 22 avril 1982 La conductivité mesurée du The four-point sample method is described in U.S. Patent Application Serial No. 370,231 filed April 22, 1982. The measured conductivity of the
2531967,2531967,
polymère a été de 0,02 ohm 1 cm 1 Par exposition à l'air, la couleur foncée a disparu instantanément et le polymère a repris sa couleur initiale Le spectre infrarouge a été le même pour le film non dopé initial et pour le film dopé exposé à l'air Le spectre infra- rouge du film foncé dopé au naphtalide sodique a été opaque, sans transmission entre 4000 et 200 cm 1, ce qui indique un comportement métallique Cet essai montre que les films de polymère dopé sont de façon surprenante polymer was 0.02 ohm 1 cm 1 By exposure to air, the dark color disappeared instantly and the polymer resumed its original color The infrared spectrum was the same for the initial undoped film and for the doped film exposed to air The infrared spectrum of the sodium naphthalide-doped dark film was opaque, with no transmission between 4000 and 200 cm 1, which indicates a metallic behavior. This test shows that the doped polymer films are surprisingly
de bons conducteurs de l'électricité. good conductors of electricity.
Exemple 17Example 17
Dopage électrochimique de l'exemple 15 Un fil de platine de 12,7 cm a été revêtu d'un mince film du polymère de l'exemple 15 par immersion du fil dans une solution à 2,5 % du polymère dans l'acide o méthanesulfonique Le fil revêtu du film a été coagulé dans l'eau, neutralisé dans une solution de bicarbonate de sodium à 5 %, lavé dans l'eau et séché sous vide Electrochemical Doping of Example 15 A 12.7 cm platinum wire was coated with a thin film of the polymer of Example 15 by dipping the wire into a 2.5% solution of the polymer in the acid. methanesulfonic The film coated wire was coagulated in water, neutralized in 5% sodium bicarbonate solution, washed in water and dried under vacuum
à 60 C.at 60 C.
Le fil revêtu de polymère a été relié à un Appareil de Recherche Appliquée E Go and Go Princeton, comprenant un programmeur universel et un dispositif The polymer coated wire has been connected to an Applied Go et Go Princeton Research Appliance, including a universal programmer and a device.
potentiostatique/galvanostatique avec enregistreur L'ex- potentiostatic / galvanostatic with recorder
trémité revêtue de polymère du fil a été ensuite immergée wire-coated polymer tremit was then submerged
dans une solution 0,1 M de tétrafluoroborate de tétra- in a 0.1M solution of tetrafluoroborate tetrafluoroborate
éthylammonium dans l'acétonitrile Un balayage de poten- ethylammonium in acetonitrile A sweep of
tiel linéaire variant de O à -2,5 V par rapport à l'électrode de référence au calomel a été applúqé-au fil revêtu de polymère Un courant cathodique a commencé à circuler lorsque le potentiel a atteint -1,5 V et deux maximums de courant cathodique ont été observés à -1,7 et -2 V Cela indique l'absorption séquentielle A linear current varying from 0 to -2.5 V with respect to the calomel reference electrode was applied to the polymer-coated wire. A cathode current began to flow when the potential reached -1.5 V and two maximums of cathodic current were observed at -1.7 and -2 V This indicates sequential absorption
de deux électrons par les motifs répétés polymériques. of two electrons by the repeated polymeric units.
A ce stade, le polymère est chargé négativement et contient des cations tétraéthylammonium comme dopes compensateurs At this stage, the polymer is negatively charged and contains tetraethylammonium cations as compensating dopes
de charge En effet, le polymère a été rendu électro- In fact, the polymer was made electro-
actif par l'application d'un potentiel d'environ -2 V en présence d'une solution d'électrolyte capable d'apporter des ions du dope compensateur de charge Lorsque le sens du balayage de potentiel a été inversé, on a observé deux pics de courant anodique à peu près aux mêmes tensions Cela indique l'élimination réversible des deux électrons préalablement injectés dans le polymère Ce mode opératoire ramène le polymère à son état initial active by the application of a potential of about -2 V in the presence of an electrolyte solution capable of providing ions of the charge compensating dope When the direction of the potential sweep was reversed, two anodic current peaks at about the same voltages This indicates the reversible elimination of the two electrons previously injected into the polymer This procedure returns the polymer to its initial state
non dopé et non chargé.undoped and unfilled.
Exemple 18Example 18
Préparation de poly-2,2 '-(m-phénylène)-6,6 '-bibenzothiazole Preparation of poly-2,2 '- (m-phenylene) -6,6' -bibenzothiazole
2,5153 g ( 7,8283 mmoles) de r-dimercaptobenzi- 2.5153 g (7.8283 mmol) of r-dimercaptobenzidine
dine et 1,5899 g ( 7,8312 mmoles) de chlorure d'iso- dine and 1.5899 g (7.8312 mmol) of isochloride
phtaloyle (Aldrich, recristallisé) dans 44 g d'acide phthaloyl (Aldrich, recrystallized) in 44 g of acid
polyphosphorique (Aldrich, 85 %) ont été agités mécani- polyphosphoric acid (Aldrich 85%) were mechanically shaken
quement et chauffés sous atmosphère d'azote comme suit: température ambiante pendant 2 heures, 60 C pendant 2 heures, 110 C pendant 1 heure, chauffage à 165 C pendant 2,5 heures, 165 C pendant 12 heures et 195 C pendant 12 heures. Au cours du chauffage, le mélange en cours de polymérisation a pris une couleur brun foncé et est and heated under a nitrogen atmosphere as follows: room temperature for 2 hours, 60 C for 2 hours, 110 C for 1 hour, heating at 165 C for 2.5 hours, 165 C for 12 hours and 195 C for 12 hours . During heating, the mixture being polymerized has a dark brown color and is
devenu visqueux.become viscous.
Le polymère a été coagulé dans l'eau, neutra- The polymer was coagulated in water, neutralized
lisé dans une solution à 5 % de bicarbonate de sodium, filtré et lavé Ensuite, il a été extrait continuellement avec du méthanol pendant environ 16 heures et séché sous 5% sodium bicarbonate solution, filtered and washed. Afterwards, it was continuously extracted with methanol for about 16 hours and dried under reduced pressure.
vide On a recueilli 2,6 g de poly-2,2 '-(m-phénylène)- vacuum 2.6 g of poly-2,2 '- (m-phenylene) - was collected
6,6 '-bibenzothiazole ( 98 %).6.6'-Bibenzothiazole (98%).
Analyse: C(%) H<%) N(%) S(%) -Calculé pour C 2 HNs 2 70,15 2,94 8,18 18, 73 Analysis: C (%) H <%) N (%) S (%) -Calculated for C 2 HNs 2 70,15 2,94 8,18 18, 73
10 2 210 2 2
Trouvé: 68,50 3,08 7,69 17,10Found: 68.50 3.08 7.69 17.10
Exemple 19Example 19
Dopage électrochimique de l'exemple 18 Un fil de platine de 12,7 cm a été revêtu d'un mince film du polymère de l'exemple 18 par immersion du fil dans une solution à 2,5 % du polymère dans l'acide méthanesulfonique Le fil revêtu du film a été coagulé Electrochemical Doping of Example 18 A 12.7 cm platinum wire was coated with a thin film of the polymer of Example 18 by immersing the wire in a 2.5% solution of the polymer in methanesulfonic acid. The coated wire of the film was coagulated
dans l'eau, neutralisé dans une solution à 5 % de bicar- in water, neutralized in a 5% bicarbonate solution
bonate de sodium, lavé à l'eau et séché sous vide à 60 C. sodium bonate, washed with water and dried under vacuum at 60 C.
Le fil revêtu du polymère a été relié à un Appareil de Recherche Appliquée E G and G Princeton comprenant un programmeur universel et un dispositif The polymer coated wire was connected to an Applied Research Apparatus E G and G Princeton comprising a universal programmer and a device
potentiostatique/galvanostatique avec enregistreur L'ex- potentiostatic / galvanostatic with recorder
trémité du fil revêtue de polymère a ensuite été immergée the end of the polymer-coated wire was then immersed
dans une solution 0,1 M de tétrafluoroborate de tétra- in a 0.1M solution of tetrafluoroborate tetrafluoroborate
éthylammonium dans l'acétonitrile Un balayage de poten- ethylammonium in acetonitrile A sweep of
tiel linéaire variant de O à + 1,8 V par rapport à l'électrode de référence au calomel a été appliqué au fil revêtu de polymère Un courant anodique a commencé à circuler lorsque le potentiel a atteint + 1,2 V, et un maximum de courant anodique a été observé à + 1,7 V. A ce stade, le polymère est chargé positivement et A linear current varying from 0 to + 1.8 V relative to the calomel reference electrode was applied to the polymer coated wire. Anode current began to flow when the potential reached + 1.2 V, and a maximum of anodic current was observed at + 1.7V. At this stage, the polymer is positively charged and
contient des anions tétrafluoroborate comme dopes compen- contains tetrafluoroborate anions as compensating dopes
sateurs de charge En effet, le polymère a été rendu électroactif par l'application d'un potentiel d'environ + 1,7 V en présence d'une solution d'électrolyte capable In fact, the polymer has been rendered electroactive by the application of a potential of approximately + 1.7 V in the presence of an electrolyte solution capable of
d'apporter des ions de dope compensateur de charge Lors- to bring ions of charge compensating dope
que le sens du balayage de potentiel a été inversé, un pic de courant cathodique a été observé à peu près à la même tension Cela est l'indice d'une injection that the direction of the potential sweep has been reversed, a peak of cathodic current has been observed at approximately the same voltage This is the index of an injection
réversible d'un électron préalablement arraché au polymère. reversible of an electron previously torn from the polymer.
Ce mode opératoire ramène le polymère à son état initial This procedure brings the polymer back to its original state
non dopé et non chargé.undoped and unfilled.
Exemple 20Example 20
Préparation du poly-2,2 '-(N-méthyl-p,p'-aminodiphénylène)- Preparation of poly-2,2 '- (N-methyl-p, p'-aminodiphenylene) -
6,6 '-bibenzoxazole Synthèse du monomère Préparation de la N-méthyl-4,4 'dicarboxydiphénylamine Un ballon à trois cols d'un litre équipé d'un agitateur mécanique, d'un condenseur à reflux, d'une ampoule à brome et d'un tube dessiccateur a été chargé avec 272 g de diméthylformamide ( 3,4 moles) et refroidi à la glace 160 g ( 1,05 mole) de PO C 13 ont été ajoutés 6,6 '-bibenzoxazole Synthesis of the monomer Preparation of N-methyl-4,4'-dicarboxydiphenylamine A one liter three-necked flask equipped with a mechanical stirrer, a reflux condenser, a dropping funnel and a desiccator tube was charged with 272 g of dimethylformamide (3.4 moles) and cooled with ice 160 g (1.05 moles) of PO C 13 were added
goutte à goutte, suivis de 30 g ( 0,164 mole) de N- dropwise, followed by 30 g (0.164 mol) of N-
méthyldiphénylamine (Aldrich) La température a été élevée methyldiphenylamine (Aldrich) The temperature was high
à 90 C et maintenue à cette valeur pendant 118 heures. at 90 ° C and maintained at this value for 118 hours.
Le mélange réactionnel a été désactivé dans la glace et neutralisé à p H 6 avec de l'hydroxyde de sodium Le précipité a été séparé par filtration, lavé The reaction mixture was quenched in ice and neutralized at pH 6 with sodium hydroxide. The precipitate was filtered off, washed
et séché en donnant 28 g de produit brut Après chroma- and dried giving 28 g of crude product
tographie sur gel de silice et recristallisation dans silica gel graph and recrystallization in
l'éthanol, on a recueilli 18 g de dialdéhyde pur. ethanol, 18 g of pure dialdehyde were collected.
Analyse: C(%) H(%) N(%) Calculé pour C 15 H 13 O Calculé pour C 15 H 13 NO 2 75,30 5,47 5,86 Trouvé: 75,65 5,33 5,87 On a préparé de l'oxyde d'argent Ag 2 O en ajoutant 21,4 g de Ag NO 3 dans 125 ml d'eau à une solution de 5,4 g de Na OH dans 54 ml d'eau Le précipité de Ag 2 O a été séparé par filtration et mis en suspension dans une solution de 22,3 g de Na OH dans 232 ml d'eau On a ajouté 11 g ( 0, 046 mole) du dialdéhyde et on a agité énergiquement pendant 25 minutes Le mélange réactionnel a été filtré, refroidi à la glace et acidifié à p H 3 environ avec H Cl Après filtration et séchage, on a Analysis: C (%) H (%) N (%) Calculated for C 15 H 13 O Calculated for C 15 H 13 NO 2 75.30 5.47 5.86 Found: 75.65 5.33 5.87 On prepared Ag 2 O silver oxide by adding 21.4 g of Ag NO 3 in 125 ml of water to a solution of 5.4 g of NaOH in 54 ml of water. Ag 2 precipitate It was filtered off and suspended in a solution of 22.3 g of NaOH in 232 ml of water. 11 g (0.046 mol) of the dialdehyde was added and the mixture was shaken vigorously for 25 minutes. The reaction mixture was filtered, cooled with ice and acidified to about pH 3 with HCl. After filtration and drying,
obtenu 8,9 g ( 71 %) de N-méthyl-4,4 '-dicarboxydiphényl- obtained 8.9 g (71%) of N-methyl-4,4'-dicarboxydiphenyl-
amine.amine.
Analyse: C (%) H(%) N(%) Calculé pour C 15 H 13 NO 4 67,12 4,73 5,16 Trouvé: 67,02 4,77 5,20 Synthèse du polymère On a polymérisé 1,9984 g ( 6, 9111 mmoles) de dichlorhydrate de r-dihydroxybenzidine avec 1,8737 g ( 6, 9066 mmoles) de N-méthyl-4,4 '-dicarboxydiphénylamine dans 42 g d'acide polyphosphorique conformément au mode Analysis: C (%) H (%) N (%) Calculated for C 15 H 13 NO 4 67.12 4.73 5.16 Found: 67.02 4.77 5.20 Synthesis of Polymer 1 9984 g (6, 9111 mmol) of r-dihydroxybenzidine dihydrochloride with 1.8737 g (6, 9066 mmol) of N-methyl-4,4'-dicarboxydiphenylamine in 42 g of polyphosphoric acid according to the method.
opératoire de l'exemple 19.procedure of Example 19.
On a obtenu 2,52 g ( 88 %) de poly-2,2 '-(N- 2.52 g (88%) of poly-2,2 '- (N-
méthyl-p,p'-aminodiphénylène-6,6 ')-bibenzoxazole de formule suivante: CH 3 à t Analyse: C(%) H(%) N(%i Calculé pour C 27 H 17 N 30278,09 4,13 10, 12 Trouvé 63,73 3,67 8,13 methyl-p, p'-aminodiphenylene-6,6 ') -bibenzoxazole of the following formula: CH 3 to t Analysis: C (%) H (%) N (% calculated for C 27 H 17 N 30278.09 4, 13 10, 12 Found 63.73 3.67 8.13
Exemple 21Example 21
Dopage électrochimique de l'exemple 20 - Un fil de platine de 12,7 cm a été revêtu d'un mince film dupolymère de l'exemple 20 par immersion du fil dans une solution à 5 % du polymère dans l'acide méthanesulfonique Le fil revêtu du film a été coagulé dans l'eau, neutralisé dans une solution à 5 % de bicarbonate Electrochemical Doping of Example 20 - A 12.7 cm platinum wire was coated with a thin film of the polymer of Example 20 by dipping the wire into a 5% solution of the polymer in methanesulfonic acid. coated with the film was coagulated in water, neutralized in a 5% solution of bicarbonate
de sodium, lavé à l'eau et séché sous vide à 60 C. of sodium, washed with water and dried under vacuum at 60 C.
Le fil revêtu de polymère a été relié à un Appareil de Recherche Appliquée E G and Go Princeton comprenant un programmeur universel et un dispositif The polymer coated wire was connected to a G et Go Princeton Applied Research Apparatus including a universal programmer and a device
potentiostatique/galvanôstatique avec enregistreur L'ex- potentiostatic / galvanosatatic with recorder
trémité revêtue de polymère-du fil métallique a ensuite été plongée dans une solution 0,1 M de tétrafl oroborate de tétraéthylammonium dans l Vacétonitrile Un balayage de potentiel linéaire variant de O à + 1,3 V par rapport à l'électrode de référence au calomel a été appliqué au fil revêtu de polymère Unoourant anodique a commencé à circuler à + 0,6 volt, et un pic de courant anodique a été observé à + 1,1 volt -Cela est l'indice d'un arrachement d'électrons du polymère A ce stade, le polymère'est chargé positivement et contient des anions tétrafluoroborate comme dopes cepensateurs de charge En effet, le polymère a été rendu électroactif par l'application d'un potentiel d'environ + 1,12 volt en présence d'une solution d'électrolyte The polymer-coated fiber end of the wire was then immersed in a 0.1 M solution of tetraethylammonium tetrafluoroborate in acetonitrile. A linear potential sweep ranged from 0 to + 1.3 V relative to the reference electrode. calomel was applied to the polymer-coated wire Unoanent current began to flow at +0.6 volts, and an anodic current peak was observed at +1.1 volts - this is indicative of an electron wrenching At this stage, the polymer is positively charged and contains tetrafluoroborate anions as dope charge cepensors In fact, the polymer was made electroactive by the application of a potential of about + 1.12 volts in the presence of an electrolyte solution
capable de fournir des ions de dope compensateur de charge. capable of supplying charge compensating dope ions.
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